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EP3857301B1 - Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede de fabrication - Google Patents

Dispositif electrocommandable a diffusion variable par cristaux liquides et son procede de fabrication Download PDF

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Publication number
EP3857301B1
EP3857301B1 EP19773133.4A EP19773133A EP3857301B1 EP 3857301 B1 EP3857301 B1 EP 3857301B1 EP 19773133 A EP19773133 A EP 19773133A EP 3857301 B1 EP3857301 B1 EP 3857301B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid crystals
mesophase
scattering
layer
varied
Prior art date
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Active
Application number
EP19773133.4A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3857301A1 (fr
Inventor
Frédéric MONDIOT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from FR1858901A external-priority patent/FR3086771A1/fr
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP3857301A1 publication Critical patent/EP3857301A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3857301B1 publication Critical patent/EP3857301B1/fr
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    • G02F1/13775—Polymer-stabilized liquid crystal layers
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    • G02F1/13787—Hybrid-alignment cells

Definitions

  • the invention relates to an electrocontrollable device with variable diffusion by liquid crystals, provided between two electrodes with a layer of liquid crystals, by application of an electric field.
  • glazings whose certain characteristics can be modified under the effect of an appropriate electrical supply, in particular the transmission, absorption, reflection in certain wavelengths of electromagnetic radiation, notably in the visible and/or infrared, or even light diffusion.
  • the electro-controllable liquid crystal glazing can be used everywhere, both in the construction sector and in the automotive sector, whenever the view through the glazing must be prevented at certain times.
  • Liquid crystal systems are known as "PDLC” (Polymer Dispersed Liquid Crystal) in the form of liquid crystal droplets dispersed in a polymer matrix or "PSLC” (Polymer stabilized liquid crystal) liquid crystals distributed homogeneously.
  • PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal
  • PSLC Polymer stabilized liquid crystal
  • the document US5437811 proposes an electrically controllable device based on liquid crystals.
  • An object of the invention is to develop an electrocontrollable liquid crystal device of the PSLC type with improved electro-optical properties, in particular those which can be custom-adjusted.
  • the electroactive layer is visible by transparency on the first electrode side and/or the second electrode side, preferably on both sides.
  • the electroactive layer is sealed at the periphery by a dielectric seal, in particular a polymeric seal (at the edge of the first and second bonding surfaces, in contact with the crystal-based material or separated by a peripheral spacer).
  • the material has a mesophase called P, from a temperature called T1 (and below a temperature called Tf which may be the isotropic phase transition temperature) preferably T1 of at most 120°C, 90°C, 50°C, 40°C and better still at least 10°C, 20°C, and better still in a temperature range of at least 5°C, 10°C, in which in particular the material comprises (in volume, in the thickness most often), a set of domains (containing the liquid crystals stabilized by the polymer network), and is even essentially divided into said domains or volume elements, - the domains preferably extending between the first and second electrodes at least over a fraction of the thickness E 0 , and the domains comprising two-dimensional topological defects in particular line defects, in particular at least two forms of line defects (for example one elliptical -circle included- the other straight or curved line, hyperbola etc).
  • T1 a temperature called T1 (and below a temperature called Tf which may be the isotropic
  • the stack (or the device - thanks to the stack -) presents at least three (stable) switchable diffusion states (switchable between them, thus one of the three states switchable to another of the three states and reversibly) for at least one wavelength in the visible range (for example at a value between 380 and 780nm or 800nm, in particular 550nm, and even from 380 to 780nm or 800nm) or even for at least one wavelength in the near infrared range (for example at a value between 800nm and 2.5 ⁇ m, even from 800nm to 2.5 ⁇ m.
  • the visible range for example at a value between 380 and 780nm or 800nm, in particular 550nm, and even from 380 to 780nm or 800nm
  • the near infrared range for example at a value between 800nm and 2.5 ⁇ m, even from 800nm to 2.5 ⁇ m.
  • the first state is the most diffusing, notably defined by a non-zero blur H0 or a non-zero diffuse transmission TD0.
  • the second state is less diffusing than the first state and is preferably defined by a blur H1 less than H0 (or a diffuse transmission TD1 less than TD0) and not zero.
  • the third state being transparent or less diffusing than the second state is notably defined by a blur H2 lower than H1 or a diffuse transmission TD2 lower than TD1).
  • At least two of the three states are obtained by applying an electric field (alternating or continuous, preferably normal to face A1) between the first and second electrodes.
  • the switching is reversible. All three states are reversible and even stable.
  • the polymer network as well as the formation of domains with two-dimensional defects allows in particular the liquid crystals to orient themselves and to stabilize themselves also in a multitude of intermediate positions between the most diffusing state and the most transparent state and also to induce a sudden change of direction (of the "light switch" type).
  • the invention can be used between a transparent state and several diffusing states or even between two or more diffusing states.
  • a microscopic explanation is that from T1, in the presence of the mesophase P, at least a fraction of the liquid crystals are mobile and able to orient themselves according to three positions generating the three stable states, the transition from one state to the other being reversible. More broadly, at least a fraction of the liquid crystals are mobile and able to orient themselves according to a multitude of positions generating a multitude of stable states, the transition from one state to the other being reversible.
  • P or P' are mesophases which by definition are distinguished from a crystalline phase or an isotropic phase. Applied to P or P', the term phase more precisely means mesophase.
  • the orientation changes are preferably induced by applying an electric field normal to the A1 face (at the mid-plane if the stack is curved, for example flexible, and between curved substrates, particularly glass).
  • the relaxation time from one state to another is at most 1s or less.
  • the diffusion level can be controlled, in particular adjusted according to data collected by sensors (temperature, brightness, etc.) in communication with the device (controlling the power supply source).
  • a switchable mirror can also be designed with a variation in blur (first or second reflective layer or even addition of a mirror layer or an additional mirror).
  • One or more of the elements of the device can be custom-tinted (electrode, anchoring layer, substrate or support, lamination interlayer, counter glass, etc.).
  • the invention preferably relies first on the existence of topological defects which are 2D.
  • the first state (the most diffusing) is accessible in the absence of said applied electric field (normal to the face A1)
  • the second and third states are accessible in the presence of said applied electric field, the second state being obtained for a voltage V1 and the third state being obtained for a voltage V2 greater than V1 in particular with at least a difference between V2 and V1 of 5V, 10V, 20V.
  • V1 is between 5V and 30V and V2 between 30V and 120V.
  • Each blur being for example defined as the ratio of the diffuse transmission TD to the total transmission TT. We prefer to express it in %.
  • the blur H0, H1 or H2 (and any other blur value) is preferably defined as the ratio of the diffuse transmission TD to the total transmission TT (at temperature T').
  • the blur can be measured by placing the device according to the invention against a circular entrance window with a radius equal to 10 mm, an integrating sphere with a diameter equal to 150 mm and internally coated with a material called spectralon which is a fluoropolymer type PTFE manufactured by Labsphere.
  • T' T1 + at least 5°C.
  • the integrating sphere has a spectralon exit window diametrically opposite the circular entrance window with a radius equal to 10 mm.
  • the total transmission is measured with the exit window of the integrating sphere.
  • Diffuse transmission is measured by removing the exit window from the integrating sphere.
  • Each wavelength is sent with an intensity I0 on the device (beam normal to the device) in front of said integrating sphere.
  • T' we can measure the total transmission or the diffuse transmission when the electric field is applied (with a voltage that can vary with a step of 10V for example).
  • the received signal (I_TT or I_TD) is then compared with I0 to deduce the transmissions.
  • the value of the blur (TD) can vary depending on the size or type of two-dimensional defects, their density, the thickness of the electroactive material, the choice of liquid crystals, the polymer network (crosslinking rate, polymerization condition).
  • the same can be measured in infrared.
  • the total transmission TT can be quite constant (independent of the applied electric field), in particular at least 70% in the visible when the first and second electrodes are transparent, as are their possible substrates and supports (as well as the anchoring layers), in particular non-visible substrates and supports. tinted.
  • the total transmission TT' under said electric field (whatever the voltage V, in particular V between 5V and 120V) can be such that TT'-TT is less than 2% at 550nm and even from 500 to 600nm or 780nm and even a difference between the maximum total transmission under field TT'max and the minimum total transmission TT'min (under electric field) of at most 5% from 500 to 600nm and even 780nm, in particular over an electric voltage range between 10V and 50 V and even 5 and 120V.
  • the total transmission TT' under said electric field (whatever the voltage V) can be such that TT'-TT is less than 2% at 900nm and even from 800 to 1500 nm and even a gap between the maximum total transmission under field TT'max and the minimum total transmission (under field) TT'min is at most 5% from 800nm to 1200nm or to 1500nm.
  • the material may have several P phases, particularly nematic (e.g. untwisted nematic and twisted nematic), each with defects in the P' phase (preferably smectic, particularly A).
  • P phases particularly nematic (e.g. untwisted nematic and twisted nematic)
  • defects in the P' phase preferably smectic, particularly A.
  • the material presents a single mesophase P' in particular smectic notably A at a temperature lower than T'.
  • the P phase for example nematic or non-smectic, notably non-smectic A, may not intrinsically generate the two-dimensional defects (of the P' mesophase).
  • said domains of the mesophase P are domains remaining from another mesophase P' and in particular the phase P is nematic, the phase P' is smectic and said defects of the mesophase P' are smectic defects.
  • the polymer network preserves (is the imprint of) the organization and orientation of the liquid crystals in the P' phase (for example smectic), and therefore orients the liquid crystals in turn in the P phase (for example nematic) to form the domains with the defects (for example nematic).
  • the electroactive layer can preferably always have at least two mesophases P and P'.
  • the P to P' transition can be determined by differential enthalpy analysis or MOP.
  • Molecular order differs from one mesophase to another. Mesophases differ in the type and degree of self-organization of molecules. Collective directional behavior depends on the nature and structure of mesogens.
  • the matter may have another mesophase P', the mesophase P is further from the crystalline phase than the mesophase P' (possibly adjacent therefore which is the first mesophase), in particular the mesophase P is nematic.
  • the P mesophase preferably has one less positional order than a P' mesophase of the material, in particular the liquid crystals are on average parallel to each other, i.e. with at least one spontaneous long-range orientation order.
  • the mesophase P can present (adopt) a structure notably imposed by the polymer network, substantially (similar to) layers of liquid crystals with zones of curved liquid crystal layers and possibly zones of flat liquid crystal layers.
  • the P mesophase may be the least close to that of the crystal, in particular with one less solid order, with one less degree of freedom than a mesophase closer to the crystal.
  • Mesophase P may be closest to that of isotropic liquid.
  • the material comprises a mesophase P' up to a temperature T'1 less than or equal to T1, the change from mesophase P' to mesophase P being reversible, direct or indirect.
  • Two-dimensional defects can be formed by constraints imposed in the P' phase by the use of anchoring layers or by application of a low-frequency electric field.
  • One way to generate the defects is to vary the thickness E0 at the time of manufacturing in phase P'.
  • the domains can have a wide distribution of submetric size (in particular less than 10cm), even subcentimetric and even submillimetric, in particular micronic from 1 to 200 ⁇ m or even submicronic and better of at least 50nm.
  • the P mesophase can be characterized in particular by polarized light microscopy known as PLM.
  • the domains are characterized by polarized light optical microscopy called MOP (at a magnification of at least x20 for example), on the image of said MOP each domain being defined by a surface called apparent surface SD which can have an equivalent submetric diameter (in particular less than 10 cm), even subcentimetric and even submillimetric, in particular micronic of 1-200 ⁇ m or even submicronic and better of at least 50 nm.
  • MOP polarized light optical microscopy
  • the apparent surface SD may include or correspond to the vertical projection of a closed line defect forming the base of the domain.
  • the arrangement of domains can be regular (periodic or pseudo periodic) i.e. with a repetition of the domains.
  • the arrangement of domains and/or within domains can be random and depends mainly on its manufacturing method.
  • the areas may have an occupancy rate of at least 2%, 10%, 50%, 70%, in particular measured by image processing in polarizing optical microscopy (known as MOP) by the occupancy rate of the apparent surfaces SD.
  • MOP polarizing optical microscopy
  • a surface domain SD under a continuous electric field, for example at 25V.
  • a domain with line defects can have a shape multilobar (with brightness contrast).
  • a domain with non-TFCD type defects may be with four lobes analogous to a four-leaf clover.
  • a domain with non-TFCD type defects may be with two lobes and the texture resembles a jersey knit stitch.
  • the width or equivalent diameter of the apparent surface SD can be in particular submillimetric and in particular between 1 and 200 ⁇ m.
  • each apparent surface area SD can be delimited with a closed black (or less dark) line of width Ln which is notably at most 5 ⁇ m and/or even at most LD/10 or LD/20.
  • the electroactive layer can be devoid of charged particles (ions, cations) with a flow under said electric field.
  • the electroactive layer can be structured, in columns of liquid crystals.
  • these layers may not be flat at all points and therefore tilt strongly and on a very large scale (compared to the liquid crystal molecules).
  • These layers are for example of thickness Ec of the order of nm.
  • the electroactive layer in the mesophase P, can be structured, in layers of liquid crystals of thickness Ec of the order of nm (for example at most 100nm) and in a new way it can be a phase which is not smectic.
  • the domains can be assimilated (of type) to focal conical domains (called FCD in English) of the smectic phases (A) in particular toric (TFCD), non-toric (non TFCD°, parabolic, hemicylindrical (notably oily streaks in English), fan-shaped (fan shaped FCD).
  • FCD focal conical domains
  • TFCD toric
  • non-toric non TFCD°
  • parabolic hemicylindrical
  • hemicylindrical notably oily streaks in English
  • fan-shaped FCD fan-shaped FCD
  • the defects cause these areas of strong curvature.
  • Liquid crystals tend in the off-scattering state to be with an orientation normal to the layers (and to the electrodes) in the flat layer regions, and in the curved layer regions (without variation of thickness Ec) to be tangent to the layers.
  • Two-dimensional defects are, for example, line defects chosen from a regular or irregular closed contour, such as a regular or irregular circle, a regular or irregular ellipse, a square or rectangle and/or a linear, elliptical, parabolic, hyperbolic geometry and in particular the layer comprises a first type of closed defects and a second type of defects.
  • a regular or irregular closed contour such as a regular or irregular circle, a regular or irregular ellipse, a square or rectangle and/or a linear, elliptical, parabolic, hyperbolic geometry and in particular the layer comprises a first type of closed defects and a second type of defects.
  • focal conic domains we can cite those described in the publication entitled periodic of frustrated docal conic defect in smectic liquid crystal films, B Zappone et al., Soft Matter 2012, 8, pp4318-4326 as well as the publications cited in this reference.
  • anchoring layers are used which serve to anchor the liquid crystals by surface interactions during manufacturing, in the absence of an applied field.
  • the crystals can remain attached to it up to a certain field level (voltage).
  • Anchoring layers are used to generate defects 2D topological layers that contribute to the above electrooptical properties. There can even be more than two anchor layers (three or more), so there are several layers of liquid crystals spaced by anchor layers.
  • One of the layers can be at the limit an air blade (normal anchoring function) preferably of constant thickness to avoid iridescence, between the second electrode and the face A1.
  • the air blade can be obtained by peripheral spacers and/or emerging from the electroactive layer (transparent, in particular plastic, glass, in particular balls) in particular of height (and even of larger dimension).
  • the first anchor layer may be a planar anchor and the second anchor layer is a normal anchor or the first anchor layer may be a degenerate planar anchor and the second anchor layer is a degenerate planar anchor.
  • a velvet cloth can be used for brushing.
  • a fluoropolymer film such as polytetrafluoroethylene PTFE or Teflon (with polymer chains) can be used aligned according to the direction of movement of the Teflon bar during deposition).
  • One of the anchoring layers can be an amorphous polymer (poly(methyl methacrylate PMMA, polycarbonate, polystyrene) with possible texturing or brushing and the other anchoring layers in crystalline polymer (PET, nylon, poly(butylene terephthalate) PBT, PVA) with possible texturing or brushing.
  • amorphous polymer poly(methyl methacrylate PMMA, polycarbonate, polystyrene) with possible texturing or brushing
  • PET poly(methyl methacrylate PMMA, polycarbonate, polystyrene) with possible texturing or brushing
  • PET crystalline polymer
  • PBT poly(butylene terephthalate) PBT, PVA
  • OTS octyltrichlorosilane
  • DMOAP N,N-dimethyl-N-octadecyl-3-aminopropyltrimethoxysilane chloride
  • a layer based on sodium dodecyl sulfate (SDS) or mixtures of alkanethiols can also generate normal anchoring.
  • first and second anchoring layers are for example deposited by liquid means respectively on the first and second electrodes (self-supporting or deposits).
  • Thermotropic mesophases are classified according to their degree of order and according to the morphology and chemical structure of the mesogens.
  • the P phase is nematic, possibly twisted and called cholesteric, and the P' phase is smectic.
  • nematic P mesophase we also know a biaxial nematic phase (with orientational order in two directions), or a nematic twist-bend phase.
  • the transition between the smectic phase (twisted or not) and the nematic phase can be direct or indirect by gradually increasing the temperature.
  • smectic phases never transit directly to the nematic phase. Furthermore, depending on the chemical compound, by gradually increasing the temperature, a smectic phase C can transit to a smectic phase A then a nematic phase or directly to a nematic phase without passing through the smectic phase A
  • phase A smectic
  • nematic nematic
  • intermediate smectics some compounds may have this sequence: G, J, Sml, SmC, SmA, N.
  • Discoids can form "discotic nematic” or “discotic cholesteric” phases, but they can also stack to form columnar phases of variable geometry: vertical, oblique, etc. (colH, ColR ColOBI).
  • the columns are fluid in the sense that the distances between two molecules in the same column fluctuate more or less strongly and there is no long-range order. On the other hand, there is no positional correlation between molecules belonging to two neighboring columns.
  • the very rich polymorphism of smectic phases multiplies the types of possible textures.
  • Liquid crystals can be molecules with an anisometric structure containing alkyl or alkoxy endings. (CH2)x.
  • liquid crystals have a rigid part, the aromatic core (case of thermotropic liquid crystals), and one or more flexible parts, generally aliphatic chains.
  • the central part is most often rigid for the formation of mesophases.
  • the ends are flexible.
  • lyotropic liquid crystals the rigid part is substituted by an ion, this is the case for example of phospholipids, on which one or more alkyl chains are grafted.
  • phospholipids on which one or more alkyl chains are grafted.
  • These can be anisotropic micelles, in the shape of rugby balls or discs.
  • Metallotropic liquid crystals are liquid crystals that have one or more metal atoms in their molecular structure. The molecule is then called a "metallogen".
  • liquid crystals mentioned in the patent can be used WO2010/070606 .
  • Liquid crystal mixtures can be made to lower the transition temperature T1 between P and P' phases, for example between smectic (A) and nematic.
  • T1 transition temperature between P and P' phases
  • smectic (A) and nematic for example a mixture of 8CB and 5CB which does not have a smectic phase to lower T1
  • Polymers with a temperature resistance of at least 100°C, 120°C, 140°C can be chosen to produce laminated glazing, for example.
  • the liquid crystals can extend substantially over the entire surface of the first electrode (and/or the substrate) or over (at least) a restricted area; the liquid crystals can possibly be over several areas.
  • the electroactive layer can be a full layer (of any shape, especially geometric) or form a sign (symbol, pictogram, etc.).
  • the electroactive layer can be surrounded and even be in contact with a polymeric sealing adhesive joint, for example epoxy, acrylate, for example cyanoacrylate.
  • a polymeric sealing adhesive joint for example epoxy, acrylate, for example cyanoacrylate.
  • spacers are used, which can preferably be made of a transparent plastic material.
  • the spacers determine (roughly) the thickness of the electroactive layer.
  • spacers made of polymethyl methacrylate (PMMA) are preferred.
  • the spacers are preferably made of a material with an optical index (substantially) equal to the optical index of the layer.
  • the spacers are for example in the form of beads.
  • the dielectric substrate of the first electrode (and/or the support of the second electrode) may be made of flexible or non-flexible plastic material, for example with a thickness of at most 300 ⁇ m or 150 ⁇ m or at least 1mm.
  • polyester in particular polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), a polyolefin (polyethylene, polypropylene), polyurethane (PU), polymethyl methacrylate (PMMA), polyamide, polyimide, or polyvinyl chloride (PVC) or even a fluorinated polymer such as ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE), fluorinated ethylene-propylene copolymers (FEP).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PC polycarbonate
  • PU
  • the absorption is preferably less than 0.5% or even at most 0.2% and with a blurring of less than 1.5% and even at most 1%.
  • PET is preferred for its transparency, surface quality, mechanical resistance, availability, in all sizes, or PC or PMMA. The choice depends in particular on the flexibility sought.
  • the dielectric substrate of the first electrode (and/or the support of the second electrode) may be of larger dimension than the electroactive layer.
  • said substrate (and/or said support) may be coated with an electrically conductive layer covering all or part of its main face (for example at least 50% or 80%) and one region of which forms the first electrode (the second electrode) in particular electrically insulated (by one or more insulating lines, laser engraving, etc.) from another region of this layer.
  • This electrically conductive layer may be low emissivity and serve as a solar control layer.
  • a clear PET film coated with an electrically conductive layer can be used, for example a clear PET film called XIR from Eastman, a coextruded PET-PMMA film, for example of the 3M ® SRF type (SRF for Solar Reflecting Film), but also many other films (for example made of PC, PE, PEN, PMMA, PVC) etc.
  • One of the free external faces of the stack may include a temporary protective plastic film ("liner” in English) and with an adhesive layer (acrylic etc.) covering - on the full face - or forming a peripheral frame.
  • This adhesive layer can be used to fix the stack on any type of flat or curved support, transparent such as glazing or a plastic film, or opaque (wall) if the device is a switchable mirror (the electrode intended to be on the support side is then reflective).
  • polythiophenes For polythiophenes, one can choose for example the product marketed by the company HC Strack under the name BAYTRON ® or by the company Agfa under the name Orgacon ® , or Orgacon EL-P3040 ® .
  • a PSA can be used.
  • PSAs are typically elastomer based coupled with a suitable additional adhesive agent or “tackifier” agent (e.g., an ester resin).
  • tackifier e.g., an ester resin
  • the pressure-sensitive adhesive is chosen from acrylate-based PSAs and silicone-based PSAs.
  • silicone-based PSAs examples include Dow Corning® adhesives such as 2013 Adhesive, 7657 Adhesive, Q2-7735 Adhesive, Q2-7406 Adhesive, Q2-7566 Adhesive, 7355 Adhesive, 7358 Adhesive, 280A Adhesive, 282 Adhesive, 7651 Adhesive, 7652 Adhesive, 7356 Adhesive.
  • Each film is preferably flexible, flat or curved, capable of adapting to the curvature(s) of a glazing or other support for example.
  • Each substrate, support may be flexible, flat or curved, capable of adapting to the curvature(s) of an additional glazing or other support for example.
  • each layer and/or each substrate
  • the main faces of each layer can be rectangular, square or even any other shape (round, oval, polygonal, etc.).
  • Each barrier layer and/or substrate can be large, for example with a surface area greater than 0.02 m2 or even 0.5 m2 or 1 m2 .
  • the or each layer - deposit or film - may be transparent and preferably have a light transmission T L greater than or equal to 70%, preferably greater than or equal to 80% or even 90%.
  • the or each layer - deposit or film - can be tinted for example in blue, green, gray or bronze.
  • the light transmission TL can then be at most 55%, in particular from 20% to 50%.
  • the substrate or each substrate, especially glass can however be tinted, for example, in blue, green, gray or bronze.
  • the first and/or second electrode may be solid layers rather than patterned (with holes and/or lines of discontinuities).
  • the first electrode (the second electrode), preferably transparent, may be mineral, in particular the mineral electroconductive layer is based on one or more transparent conductive oxides or a metal layer of at most 20 nm, preferably within a stack of thin layers of metal or silicon oxides and/or nitrides.
  • the first electrode and/or the second electrode may be a transparent conductive oxide layer called a TCO layer.
  • the TCO layer is preferably of a thickness adapted to have a (“intrinsic”) resistance per square less than or equal to 150 ⁇ / ⁇ , preferably less than or equal to 120 ⁇ / ⁇ .
  • the TCO layer is for example electrically supplied via current supply means, preferably metallic (based on silver, copper, etc.), preferably in the form of a (metallic) strip / along an edge.
  • current supply means preferably metallic (based on silver, copper, etc.), preferably in the form of a (metallic) strip / along an edge.
  • the barrier film or the substrate (support) carrying the TCO layer may extend beyond the electroactive layer to promote the electrical connection, for example made as in the application.
  • WO2011/161391 figure 1 or other figures
  • EP1653275 EP1653275
  • the doping rate (i.e. the weight of aluminum oxide relative to the total weight) is preferably less than 3%. In the case of gallium, the doping rate may be higher, typically in the range of 5 to 6%.
  • the atomic percentage of Sn is preferably in the range of 5 to 70%, especially 10 to 60%.
  • the atomic percentage of fluorine is preferably at most 5%, generally 1 to 2%.
  • ITO is particularly preferred or even IZO, AZO, GZO or IGZO. Easily deposited by a sputtering process, in particular assisted by a magnetic field, called “magnetron process", these layers are distinguished by a lower roughness than by CVD.
  • each of the ITO layers can be coated with one or more dielectric layers of oxides or nitrides such as Si 3 N 4 , SiO 2 , as mentioned in the document WO2014/072596 cumulative thickness of 50 to 150nm.
  • the layers of the stack are obtained by chemical vapor deposition, directly on the float glass sheet production line.
  • the deposition is carried out by spraying precursors through nozzles, onto the hot glass ribbon.
  • the deposition of the different layers can be done at different locations on the line: in the float chamber, between the float chamber and the leaching chamber, or in the leaching chamber.
  • the precursors are generally organometallic molecules or of the halide type.
  • fluorine-doped tin oxide examples include tin tetrachloride, monobutyltin trichloride (MTBCL), trifluoroacetic acid, hydrofluoric acid.
  • Silicon oxide can be obtained using silane, tetraethoxysilane (TEOS), or hexamethyldisiloxane (HDMSO), possibly using an accelerator such as triethylphosphate.
  • the undercoat can be a base coat silicon oxynitride (SiON)
  • the different layers can be deposited on the substrate by any type of thin-film deposition process. These may be, for example, processes such as pyrolysis (liquid or solid), chemical vapor deposition (CVD), in particular plasma-assisted (PECVD in English), possibly under atmospheric pressure (APPECVD), evaporation or even sol-gel type.
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted
  • APPECVD atmospheric pressure
  • sol-gel type sol-gel type.
  • thermoplastic lamination interlayer surrounds the edge of the stack.
  • the stack edge may be recessed relative to the outermost edge of the lamination interlayer (or first sheet).
  • the possible first and/or second substrates are preferably of thickness of at most 0.7 mm and even at most 0.3 or 0.2 mm.
  • thin glass less than 1 mm
  • ultra-thin glass 'UTG' in English
  • the device according to the invention may comprise glazing, in particular laminated and/or curved, and the stack forms a strip, in particular peripheral, on a portion of a main face of the glazing.
  • the liquid crystal variable diffusion device can be used as defined previously in a vehicle or building.
  • a glazing a partition and a transom window, etc.
  • the device according to the invention may comprise laminated and in particular curved glazing, and the stack of layers is between the first and second glazings, respectively called exterior and interior glazings, and forms a peripheral strip on an upper portion of the glazing, the so-called external edge of the stack being masked from the outside by a first opaque peripheral layer, in particular an enamel on the exterior glazing (preferably on face F2), and/or the so-called internal edge of the stack being masked from the inside by a second opaque peripheral layer, in particular an enamel on the interior glazing (on face F4 for example or even face F3).
  • a first opaque peripheral layer in particular an enamel on the exterior glazing (preferably on face F2)
  • a second opaque peripheral layer in particular an enamel on the interior glazing (on face F4 for example or even face F3).
  • a clear or extra-clear glass can be chosen.
  • a clear glass typically contains an iron oxide content by weight of the order of 0.05 to 0.2%, while an extra-clear glass generally contains approximately 0.005 to 0.03% iron oxide.
  • the additional glass sheet or glazing of a laminated and/or multiple glazing can however be tinted for example in blue, green, gray or bronze.
  • An additional tinted glass sheet or tinted glazing of a laminated and/or multiple glazing may preferably have a light transmission T L greater than or equal to 10% - for example in a context where the middle of the side of the outer face of the substrate (opposite the face with the electrode) is very illuminated -, and is preferably greater than or equal to 40%.
  • the glass is preferably of the soda-lime-silica type but it can also be of borosilicate or alumino-borosilicate type glass.
  • the thickness of the glass is generally in a range from 0.5 mm to 19 mm, preferably from 0.7 to 9 mm, in particular from 2 to 8 mm, or even from 4 to 6 mm.
  • the glass is preferably of the float type, i.e. capable of having been obtained by a process consisting of pouring the molten glass onto a bath of molten tin (float bath).
  • the stack can be deposited on both the “tin” face and the “atmosphere” face of the substrate.
  • the “atmosphere” and “tin” faces are understood to mean the faces of the substrate having been in contact with the atmosphere prevailing in the float bath and in contact with the molten tin, respectively.
  • the tin face contains a small surface quantity of tin having diffused into the structure of the glass.
  • the thermoplastic lamination interlayer provides a connection with a rigid or flexible element.
  • This polymer lamination interlayer may be, in particular, a layer based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), thermoplastic urethane, polyurethane PU, ionomer, polyolefin-based adhesive, thermoplastic silicone or multi- or single-component resin, thermally crosslinkable (epoxy, PU) or ultraviolet (epoxy, acrylic resin).
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PE polyethylene
  • PVC polyvinyl chloride
  • thermoplastic urethane polyurethane PU
  • ionomer polyolefin-based adhesive
  • thermoplastic silicone or multi- or single-component resin thermoplastic silicone or multi- or single-component resin
  • thermally crosslinkable epoxy, PU
  • ultraviolet epoxy
  • the PVB interlayer can be wedge-shaped, therefore with a cross-section decreasing in a wedge shape from the top to the bottom of the laminated glazing to avoid a double image in the case of a head-up display (HUD), particularly for a windshield.
  • HUD head-up display
  • the PVB interlayer is optionally acoustic and/or tinted.
  • the acoustic PVB interlayer may comprise at least one so-called central layer made of viscoelastic plastic material with vibro-acoustic damping properties, in particular based on polyvinyl butyral (PVB) and plasticizer, and further comprising two external layers made of standard PVB, the central layer being between the two external layers.
  • PVB polyvinyl butyral
  • one or both outer layers has a cross section decreasing in a wedge shape from the top to the bottom of the laminated glazing, the layer of viscoelastic plastic material with vibro-acoustic damping properties having a constant cross-section from the top to the bottom of the laminated glazing.
  • acoustic sheet we can cite the patent EP0844075 .
  • the first and/or second glazing of the laminated glazing may (depending on the aesthetic rendering, the desired optical effect) be a clear glass (with a light transmission T L greater than or equal to 90% for a thickness of 4 mm), for example a glass of standard soda-lime composition Planilux ® from the company Saint-Gobain Glass, or extra-clear (T L greater than or equal to 91.5% for a thickness of 4 mm), for example a soda-lime-silica glass with less than 0.05% Fe III or Fe 2 O 3 Diamant ® glass from Saint-Gobain Glass, or Optiwhite ® from Pilkington, or B270 ® from Schott, or another composition described in the document WO04/025334 .you can also choose Planiclear ® glass from the Saint-Gobain Glass company.
  • the glass of the first and/or second glazing may be neutral (without coloring), or (slightly) tinted, in particular gray or green, such as the TSA glass from the Saint-Gobain Glass company.
  • the glass of the first and/or second glazing may have undergone chemical or thermal treatment such as hardening, annealing or tempering (for better mechanical resistance in particular) or be semi-tempered.
  • the light transmission T L can be measured according to the ISO 9050:2003 standard using the illuminant D65, and is the total transmission (in particular integrated in the visible range and weighted by the sensitivity curve of the human eye), taking into account both the direct transmission and the possible diffuse transmission, the measurement being made for example using a spectrophotometer equipped with an integrating sphere, the measurement at a given thickness then being converted where appropriate to the reference thickness of 4 mm according to the ISO 9050:2003 standard.
  • the curved laminated glazing according to the invention in particular windshield or side glazing, may have a T L - in the clear of the glass - which is preferably at least 70% and even at least 75% or even at least 80%.
  • the curved laminated glazing according to the invention in particular a glazed roof, can have a light transmission T L of at most 10% and even 1 to 6%.
  • SGS THERMOCONTROL ® Absorbing/Venus glass improves thermal comfort by absorbing the energy load in the mass of the glass. These glasses are divided into two categories: “Vision” (Light transmission >70%) and “Privacy” (Light transmission ⁇ 70%). Table A Glass type TL (%) TE (%) D (%) SGS THERMOCONTROL ® Venus Green 55 49 27 7 High Performance Tinted Green // Clear Glass 28 16 3 SGS THERMOCONTROL ® Venus Green 35 35 22 5 SGS THERMOCONTROL ® Venus Gray 10 10 8 1 SGS THERMOCONTROL ® Absorbing TSA3+ 71 44 18 Standard green glass 78 53 25
  • the “Vision” glass is suitable for all types of glazing in the vehicle: green/blue/grey and ensures reduced energy transmission (TE).
  • TE reduced energy transmission
  • the most popular colour for this purpose is green. It was chosen because of its neutral appearance that does not affect the colour harmony of a vehicle.
  • Privacy glass is a tinted glass for thermal comfort and privacy. It is a dark green or dark gray over-tinted glass. To ensure privacy, this glass has light transmission values that are below 70%, generally around 55% or less. Due to its dark tint, this type of glass also ensures low UV transmission (UV rays can cause skin irritation).
  • Venus/Privacy glass is suitable for rear side windows (after the B-pillar), rear window and roof.
  • the curved laminated glazing forms a windshield for a road vehicle such as an automobile or a truck.
  • the bending of the first and second glazing can be in one or more directions, for example described in the document WO2010136702 .
  • the area of the main face F1 may be greater than 1.5m2 and, for example, less than 3m2 .
  • the laminated glazing may also include a layer reflecting or absorbing solar radiation, preferably on face F4 or on face F2 or F3, in particular a layer of electrically conductive transparent oxide called a TCO layer (on face F4) or even a stack of thin layers comprising at least one TCO layer, or stacks of thin layers comprising at least one layer of silver (in F2 or F3), where each layer of silver is arranged between dielectric layers.
  • a layer reflecting or absorbing solar radiation preferably on face F4 or on face F2 or F3
  • a layer of electrically conductive transparent oxide called a TCO layer (on face F4) or even a stack of thin layers comprising at least one TCO layer, or stacks of thin layers comprising at least one layer of silver (in F2 or F3), where each layer of silver is arranged between dielectric layers.
  • a TCO layer (of an electrically conductive transparent oxide) may be used for the first or second electrode or on the F4 face as described. It is preferably a mixed indium tin oxide (ITO) layer or a fluorine-doped tin oxide (SnO 2 :F) layer.
  • Other possible layers include thin layers based on mixed indium and zinc oxides (called "IZO"), based on gallium or aluminum-doped zinc oxide, based on niobium-doped titanium oxide, based on cadmium or zinc stannate, based on antimony-doped tin oxide.
  • the doping rate i.e. the weight of aluminum oxide relative to the total weight
  • the doping rate can be higher, typically in the range of 5 to 6%.
  • the atomic percentage of Sn is preferably in the range of 5 to 70%, especially 10 to 60%.
  • the atomic percentage of fluorine is preferably at most 5%, generally 1 to 2%.
  • the thickness will generally be at least 40 nm, or even at least 50 nm and even at least 70 nm, and often at most 150 nm or at most 200 nm.
  • the thickness will generally be at least 120 nm, or even at least 200 nm, and often at most 500 nm.
  • the low-emissivity layer includes the following sequence: high-index sublayer/low-index sublayer/a TCO layer/optional dielectric overlayer.
  • a preferred example of a low-emissivity layer (protected during quenching, one can choose high-index underlayer ( ⁇ 40 nm) / low-index underlayer ( ⁇ 30 nm) / an ITO layer / high-index overlayer (5 - 15 nm)) / low-index overlayer ( ⁇ 90 nm) barrier / last layer ( ⁇ 10 nm).
  • Low emissivity layers can be cited as those described in the patent US2015/0146286 , on face F4, particularly in examples 1 to 3.
  • the F4 face of the laminated glazing is coated with a transparent functional layer, in particular low emissivity, preferably comprising a TCO layer, one zone of which (electrically powered, therefore electrode) forms a touch button (to control the first luminous surface).
  • a transparent functional layer in particular low emissivity, preferably comprising a TCO layer, one zone of which (electrically powered, therefore electrode) forms a touch button (to control the first luminous surface).
  • Electrodes may be provided with the electrodes.
  • a first peripheral electrically conductive strip (metallic etc.) is used along the first electrode and a second peripheral electrically conductive strip along the second electrode.
  • the first electrically conductive strip is along the first lateral or longitudinal edge and the second electrically conductive strip is along a second opposite (lateral or longitudinal) and/or adjacent edge.
  • Conductive strips are for example fixed on the periphery of the electrodes (one strip per electrode, the strips preferably being on opposite edges) for the electrical supply.
  • Electrical cables can be fixed (welded, glued) to these electrically conductive strips.
  • the device according to the invention can be used in combination with other electrically controllable devices such as those with electroluminescent systems (set of inorganic point diodes LED, organic diodes or OLED, TFEL (thin layers)
  • electroluminescent systems set of inorganic point diodes LED, organic diodes or OLED, TFEL (thin layers)
  • the two can be opposite or adjacent within a laminated glazing (of the lamination interlayer.
  • the device according to the invention can be used in particular in laminated glazing, in combination with another electrically controllable device such as an electrominescent electrically controllable device, in particular LED, OLED, TFEL.
  • an electrominescent electrically controllable device in particular LED, OLED, TFEL.
  • liquid crystals are mixed with a monomer and a small amount of photoinitiator (the liquid crystals acting as a solvent) and polymerization is carried out thermally or photochemically (faster, promotes a polymer network on a molecular scale).
  • the first liquid crystals When the first liquid crystals have the mesophase P and the mesophase P', the first liquid crystals have a transition temperature Tp between the mesophase P and the mesophase P', TA preferably being less than or equal to Tp, the polymerization is at the temperature Ti lower than Tp or TA.
  • the P mesophase can be a twisted nematic mesophase by adding a chiral agent to the mixture (in P' phase preferably or in P phase).
  • a chiral agent to the mixture (in P' phase preferably or in P phase).
  • the P mesophase of the first liquid crystals can be untwisted nematic.
  • the method can comprise in mesophase P', preferably which is not nematic and even smectic, the formation of domains in particular subcentimetric with two-dimensional topological defects remaining (substantially) in mesophase P.
  • the electroactive layer At temperature T'>T in phase P the electroactive layer then presents domains with two-dimensional topological defects (and presents with multistates of variable diffusions).
  • the mixture can be done in particular with stirring from powdered precursors (monomers) with thermotropic liquid crystals.
  • the electroactive layer can be made using an operation called drop-by-drop filling or by capillarity of said mixture.
  • the intensity of the UV lamp is controlled to best control the power received on the exposed surface and therefore the crosslinking rate, the degree of polymerization.
  • the first liquid crystals have a mesophase P' which is smectic and a nematic mesophase P and second liquid crystals have a mesophase including nematic and are devoid of smectic mesophase.
  • the polymer precursor such as a monomer, is preferably miscible with the liquid crystal material (not necessarily in all proportions).
  • the upper limit will depend on the liquid crystal + monomer mixture (solubility limit which will also depend, for a given mixture, on the temperature and the nature of the liquid crystal phase of this mixture)
  • PVB is preferred in the automotive world.
  • One of the glass sheets can be tinted.
  • lamination involves vacuuming - by any means of suction -, heating and possibly pressurizing.
  • An oven or autoclave is used.
  • lamination can involve degassing, sealing the edge, and involves the implementation of appropriate temperatures and pressures.
  • the sheet such as PVB is brought to a relatively high temperature (above 100°C for PVB, often between 90°C and 140°C), which will soften it and will allow it to flow.
  • a relatively high temperature above 100°C for PVB, often between 90°C and 140°C
  • the interfaces of the different PVBs will disappear, the PVB will in some way heal to form only a homogeneous and continuous film at the end of the autoclave.
  • a vacuum inside the laminated structure aims to evacuate the air present between the different constituents (rough and irregular surface of the lamination interlayer before heating), and possibly the application of pressure to the outside of the laminated structure to promote bonding and lasting cohesion of the assembly.
  • conductive strips (not shown), in particular metallic, for example copper, are fixed for example by gluing along and on peripheral edges and are in contact with the electrodes 2, 2' (one strip per electrode, the strips preferably being on opposite edges). These strips are then connected to a power supply
  • edges 20,20' of the electrodes 2,2' and the edge of the electroactive layer are preferably set back relative to the edges 10,10' of the glasses 1,1'.
  • the 1.1' glasses are rectangular but can be of any shape, for example round, square, and of any size, for example at least 1m long and even at least 10cm wide (strip etc).
  • the thicknesses can be for example 0.7mm to 4mm. They can be preferably thicker than 100 ⁇ m and at most 300 ⁇ m for better mechanical strength of the assembly and/or ease of implementation, handling but if we want more flexibility, we can go down to 50 ⁇ m for example.
  • this liquid crystal glazing 100 In the “OFF” state, i.e. before the application of an electrical voltage, this liquid crystal glazing 100 is diffusing, i.e. it transmits optically but is not transparent. As soon as a voltage is applied between the two electrodes, the layer 3 changes to the less diffusing state with a variable diffusion level that depends on the voltage.
  • the stack Under said electric field, the stack exhibits diffuse transmission and blurring which varies with the voltage here between 5V and 120V.
  • a silver stack is chosen for one or both electrodes.
  • One or both external faces of the first and second carrier substrates 1,1' may comprise one or more functional layers (anti-reflection, etc.) already known.
  • One of the first and second carrier substrates 1,1', and even the associated electrode, may be larger than the rest of the stack.
  • the electrically conductive layer 2 or 2' such as ITO (or other) may serve as a solar control layer.
  • the ITO area serving as an electrode may then be isolated by laser etching, for example, to form an ITO strip.
  • One and/or the other of the 1.1' glasses can be replaced by a polymeric sheet, for example PET, of at most 500 ⁇ m or 200 ⁇ m with or without a layer on its external face or by a plastic sheet - with or without a layer on its external face - for example thicker (such as 1 to 10mm), a polycarbonate or even a PMMA.
  • a polymeric sheet for example PET, of at most 500 ⁇ m or 200 ⁇ m with or without a layer on its external face or by a plastic sheet - with or without a layer on its external face - for example thicker (such as 1 to 10mm), a polycarbonate or even a PMMA.
  • Example No. 1 The manufacturing process of Example No. 1 is described in more detail below.
  • the first anchoring layer 4 is a layer of poly(vinyl alcohol) (PVOH; Sigma-Aldrich; molecular weight M w ⁇ 27 kDa) of approximately 300 nm inducing a planar (degenerate) anchoring of the liquid crystals on the surface (out of field),
  • PVH poly(vinyl alcohol)
  • the PVOH layer is deposited on the first ITO layer 2 by spin coating a PVOH solution in deionized water (9.1% by weight). Before deposition the ITO is cleaned with ethanol and dried under nitrogen.
  • the second anchoring layer 4' is an octyltrichlorosilane (OTS) layer inducing normal (homeotropic) anchoring of the liquid crystals on the surface (out of field). It is obtained by immersing the glass with the second ITO 2' in a solution of OTS in n-heptane for 30 minutes, rinsing with deionized water and drying under nitrogen.
  • OTS octyltrichlorosilane
  • a mixture is formed with two types of liquid crystals 5CB and 8CB, a monomer and a photoinitiator.
  • the mixture exhibits a smectic mesophase A below 17.5°C and a nematic mesophase between 17.5°C and 38°C (and an isotropic phase beyond).
  • a layer of this mixture is formed between the anchor layers 4 and 4'.
  • the electroactive layer 3 then comprises in the nematic phase domains which are similar to the focal conical domains of the smectic phases A, in particular here toric or TFCD.
  • FIGS. 2a and 2c represent a schematic and detailed sectional view of a electroactive layer of the liquid crystal variable diffusion device of the type figure 1 outside the electric field or under the electric field, the figure 2b simply illustrating the orientation of certain liquid crystals under an electric field.
  • Layer 3 in the nematic phase exhibits TFCD type smectic defects.
  • Figure 2a represents a single TFCD-type conical focal domain.
  • FIGS. 2a and 2c show a layered structure 33 of liquid crystals 31, 31a, 31b, 310 imposed by the polymer network not shown.
  • the layers are curved towards the planar anchoring layer (here degenerate) in a central zone 34 and the layers are flat and parallel to each other on two lateral zones 35, 35' which are more or less extensive and which may be non-existent.
  • the domain presents a line defect in the plane of the glass 1 as a surface with a closed contour of circular type (more or less irregular) and another line defect which has a linear geometry 36.
  • the liquid crystals 310 have an orientation normal to the layers 4 and 4'.
  • liquid crystals have a first orientation following an oblique angle relative to the Z axis (at the vertical E field) outside the electric field in the curved zone then approaching the Z axis (of the E field) when the field is applied (cf. figure 2b ) for example 25V.
  • FIGS. 3a to 7a show images (in black and white) of the electrically controlled device of the figure 1 in a light booth with a 110 background screen (paper with writing lines) at 20cm and under D65 illuminant in the absence of an electric field (3a), for an electric field normal to the layer electroactive 3 with a voltage of 25V (4a), 50V (5a), 70V (6a), and return to 0V (7a).
  • the temperature is 21°C therefore in nematic phase with smectic A defects.
  • FIGS. 3b to 7b show images (in black and white) obtained by polarized light optical microscopy (POM) under a magnification of 20 (with a white scale line of 50 ⁇ m) images showing the line defect domains of the electroactive layer 3 of the electrocontrollable device of the figure 1 in the absence of an electric field (3b), for an electric field normal to the electroactive layer 3 with a voltage of 25V (4b), 50V (5b), 70V (6b), and back to 0V (7b).
  • the temperature is 21°C.
  • the domains are characterized by polarized light optical microscopy called MOP, on the image of said MOP, each domain being defined by a surface called apparent surface SD.
  • the domains are of polydisperse SD surface (contours more visible under low voltage field for example at 25V).
  • the stack here has a total transmission TT of at least 70% from 450 to 800nm (and even 75% from 450nm to 600nm), with a gap between the maximum total transmission and the minimum total transmission TTmax - TTmin of at most 5% from 450 to 600nm.
  • the total transmission TT remains fairly constant even with an electric field (and for any voltage level).
  • the total transmission TT over the wavelength range 400-2500mn is (almost) independent of the switching voltage.
  • TD diffuse transmission
  • curves B varies and gradually decreases as the voltage increases for each wavelength. So we can clearly show quantitatively that the diffuse transmission is adjustable with the voltage. For example, TD goes from about 10% to 55% at 600nm when going from 120V to 0V.
  • the total transmission TT remains fairly constant even with an electric field (any voltage level) between 800nm and 1500nm.
  • the total transmission TT over the wavelength range 400-2500mn is (almost) independent of the switching voltage.
  • FIG 10 shows a set of curves corresponding to the blur H (expressed in %) which is the ratio between the diffuse transmission TD and the total transmission TT as a function of the wavelength between approximately 400 and 2500nm without an electric field or under an electric field normal to the electroactive layer with a voltage of 10V to 120V in steps of 10V and a set of curves B corresponding to the diffuse transmission as a function of the wavelength between approximately 400 and 2500nm without an electric field or under an electric field normal to the electroactive layer with a voltage of 10V to 120V in steps of 10V for the device of the figure 1 .
  • FIG 11 shows a schematic cross-sectional view of a liquid crystal variable diffusion device 200 in a second embodiment of the invention which differs from the first embodiment 100 in that the first PVOH planar anchoring layer 4 is brushed with velvet for directional planar anchoring.
  • Line faults are then called non-TFCD or square TFCD.
  • FIGS 12a to 17a show black and white images of the electrically controlled device of the figure 11 in a light booth with a 110 background screen (paper with writing lines) at 20cm and under D65 illuminant in the absence of an electric field (12a), for an electric field normal to the electroactive layer with a voltage of 20V (13a), 40V (14a), 70V (15a), 120V (16a), and return to 0V (17a).
  • FIGS 12b to 17b show the images (in black and white) obtained by polarized light optical microscopy (POM) under a magnification of 20 (with a white scale line of 50 ⁇ m) images showing the defect domains lines of the electroactive layer of the electrocontrollable device of the figure 11 the absence of electric field (12b), for an electric field normal to the electroactive layer with a voltage of 20V (13b), 40V (14b), 70V (15b), 120V (16b), and return to 0V (17b).
  • POM polarized light optical microscopy
  • the domains are arranged more regularly than for example 1 and less polydisperse.
  • FIG 20 shows a schematic sectional view of a liquid crystal variable diffusion device 300 in a third embodiment of the invention which differs from the first embodiment 100 in that the second anchoring layer becomes a 4' (degenerate) planar anchoring layer and here is identical to the first 'PVOH planar anchoring layer.
  • FIG 21 shows an image (in black and white) obtained by polarized light optical microscopy (POM) under a magnification of 20 (with a white scale line of 150 ⁇ m image showing the fan-like defect domains of the electroactive layer of the electrocontrollable device of the figure 20 in the absence of an electric field.
  • POM polarized light optical microscopy
  • the line defects are of the fan shaped FCD type.
  • it is a partition (vertical position).
  • the unit can be part of multiple glazing (double or triple glazing).
  • the stack can be rated face 1 (exterior face), 2, 3; 4 (interior face).
  • the stacking of the device 400 can be flexible, adapting to the curvatures of the added element 7.
  • the stack can be listed as face 1 (outer face), 2, 3; 4, 5, 6 (outer face).
  • Element 7 may be the same size or larger than the stack.
  • the device 400 can serve as a projection screen.
  • FIG 23 represents a schematic sectional view of a liquid crystal variable diffusion device 500 in a fifth embodiment of the invention which comprises the first device 100 (glasses 1, 1' possibly replaced by PET films for example) in a laminated glazing, that is to say in a lamination interlayer 7 for example submillemetric PVB or EVA or at most 2mm between a first and a second glazing 8,8' for example of generally rectangular shape (or more broadly quadrilateral, polygonal) of identical or similar dimensions for example of thickness of at most 5mm or 3mm with internal main faces 81,81' on the interlayer side and external faces 82,82'.
  • a lamination interlayer 7 for example submillemetric PVB or EVA or at most 2mm between a first and a second glazing 8,8'
  • generally rectangular shape or more broadly quadrilateral, polygonal
  • three interlayer sheets can be used: two solid sheets 71, 72 against the internal faces 81, 81' of the glazings 8, 8' and a central sheet with an opening to accommodate the stack of the figure 1 .
  • the interface between the sheets is not necessarily discernible. It is preferable for the opening to be closed rather than completely open on one side. Thus the entire edge of the stack is surrounded by lamination interlayer 7.
  • connections can come out of the device 500 and even protrude on one or more sides of the edges of the glazing.
  • two sheets of interleaves 71, 72 can be used, the hollowed-out central sheet not being necessary if the stack is sufficiently thin, for example with a thickness of at most 0.2 mm.
  • a first 8 or 8' glazing can be tinted (grey, green, bronze etc.) and the other 8' or 8' clear or extra-clear glazing.
  • a first interlayer can be tinted (grey, green, bronze etc) and the other clear or extra-clear.
  • One of the first 8 or 8' glazings can be replaced by a plastic sheet such as polycarbonate or PMMA (in particular with a PU lamination interlayer).
  • Edge 70 of the lamination spacer may be set back (by up to 5 mm for example) from edge 80, 80' of the 8,8' glazing.
  • the device 500 covers almost all the main faces of the glasses 8 and even here is centered. There is the same width of PVB 7a, 7b on either side of the device 200.
  • the 8, 8' glazings are flat or curved, the device 500 being able to adapt to the curvature(s) of the glazings.
  • FIGS. 24a and 24b respectively represents a front view and a schematic sectional view of a liquid crystal variable diffusion device 600 in a sixth embodiment of the invention.
  • the device 600 differs from the device 600 in that the stacking of the figure 1 100 covers a portion of surface, in particular a peripheral strip for example along an upper longitudinal edge H of a motor vehicle windshield (laminated glazing curved with the device 100), over almost the entire length of the windshield.
  • This 100 band is in a marginal zone in which the TL and absence of blur criteria are freer than in the central ZB zone.
  • the width 7a of central spacer 73 between the device 200 and the lower longitudinal edge B is greater than the width 7b of central spacer 73 between the device 600 and the upper longitudinal edge H.
  • it may be present along a lower longitudinal edge B of the windshield, over the entire length or a portion of the length.
  • the windshield comprises a first opaque frame, for example made of enamel (black or other) 91' to 94' on the lateral and longitudinal edges of the free face (F4) 82' of the internal glazing 8' and a second opaque frame, for example made of enamel (black or other) 91 to 94 on the lateral and longitudinal edges of the free face (F1) 82 of the external glazing 8.
  • a first opaque frame for example made of enamel (black or other) 91' to 94' on the lateral and longitudinal edges of the free face (F4) 82' of the internal glazing 8'
  • a second opaque frame for example made of enamel (black or other) 91 to 94 on the lateral and longitudinal edges of the free face (F1) 82 of the external glazing 8.
  • the edge of the device 600 which is on the lower longitudinal edge side, and even those on the lateral edges side can be (opposite) between the layers 92, 92', 93, 93', 94, 94' of the enamel frames.
  • the connectors and other current supply strips can also be masked by these layers 92, 92', 93, 93', 94, 94'.
  • FIG 25 represents a schematic sectional view of a liquid crystal variable diffusion device 700 in a seventh embodiment of the invention which differs from the last embodiment 600 in that it is an automobile roof for example with the external glass 8 is tinted and/or the PVB 71 is tinted and the device 100 covers substantially the entire main face of the glasses 8,8'.

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Description

  • L'invention concerne un dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides, doté entre deux électrodes d'une couche de cristaux liquides, par application d'un champ électrique.
  • On connait des vitrages dont certaines caractéristiques peuvent être modifiées sous l'effet d'une alimentation électrique appropriée, tout particulièrement la transmission, l'absorption, la réflexion dans certaines longueurs d'ondes du rayonnement électromagnétique, notamment dans le visible et/ou dans l'infrarouge, ou encore la diffusion lumineuse.
  • Le vitrage électrocommandable à cristaux liquides peut être utilisé partout, tant dans le secteur de la construction que dans le secteur de l'automobile, chaque fois que la vue à travers le vitrage doit être empêchée à des moments donnés.
  • Les systèmes à cristaux liquides sont connus sous les termes de « PDLC » (Polymer Dispersed Liquid Cristal en anglais) sous forme de gouttelettes de cristaux liquides dispersées dans une matrice polymère ou encore « PSLC » (Polymer stabilized liquid cristal) cristaux liquides répartis de manière homogène.
  • Le document US5437811 propose un dispositif électrocommandable à base de cristaux liquides.
  • Un objet de l'invention consiste à développer un dispositif électrocommandable à cristaux liquides de type PSLC avec des propriétés électro-optiques améliorées notamment ajustables à façon.
  • A cet effet, la présente invention propose d'abord un dispositif électrocommandable à diffusion variable (dispositif plan ou courbe notamment flexible) par cristaux liquides selon la revendication 1 et comportant un empilement de couches (lame d'air comprise éventuellement) dans cet ordre :
    • une première électrode de préférence transparente notamment autoportante (film éventuellement flexible) ou de préférence sur un substrat diélectrique de préférence transparent (et éventuellement flexible), en particulier d'épaisseur d'au plus 1cm, 5mm, 3mm ou subcentimétrique ou en particulier film plastique ou verre mince ou ultramince ('UTG' en anglais), film d'épaisseur submillimétrique et même d'au plus 200nm, première électrode comportant (voire constituée de) une première couche électroconductrice (monocouche ou multicouche, en particulier dépôt(s)) notamment minérale en particulier d'au plus 200nm (sur le premier substrat), première électrode avec une première surface principale dite première surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée, notamment première électrode comportant un premier moyen d'amenée de courant (bande -bus bar- notamment métallique, en cuivre à l'argent etc) en bordure de la première surface de liaison
    • une couche électroactive diélectrique avec une face principale dite face A1 côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, la couche électroactive étant d'épaisseur E0 submillimétrique et même d'au plus 100µm et d'au moins 50nm, notamment de 50nm à 50µm et même de 100nm à 20µm et mieux d'au moins 1µm ou 5µm, couche électroactive en une matière notamment thermotropique (de préférence) et/ou lyotropique contenant (voire constituée de) :
      • des cristaux liquides (notamment thermotropiques et/ou lyotropiques) de préférence majoritaires en poids dans la matière (de préférence au moins 50%, 70%, 80%, 85% en poids desdits cristaux liquides), notamment cristaux liquides comportant de préférence des mésogènes (par exemple sans chaine de polymère) ou au moins des groupements mésogènes incorporés dans une chaine principale ou latérale d'un polymère (famille dite 'LCP' en anglais), en particulier cristaux liquides de taille submillimétrique et même d'au plus 100nm (et inférieure à E0, par exemple de longueur L avec E0/L>10 ou 100), en particulier un mélange de plusieurs cristaux liquides (purs, au sens non LCP) (deux ou plus) de préférence dont l'un des cristaux liquides (de préférence majoritaire en poids) présente une autre mésophase P' plus proche de (ou même adjacente à) la phase cristalline (nématique par exemple ou non smectique notamment non smectique A)
      • des polymères formant un réseau (tridimensionnel) polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés (physiquement) par le réseau polymérique -(c'est-à-dire de la famille PSLC en anglais ou CLSPS en français), de préférence avec au plus 20%, 15%, 10%, 5% en poids de polymère (ou polymères et précurseurs de polymères),
      • éventuellement des précurseurs de(sdits) polymères ou encore des polymères non réticulés
      • de préférence des espaceurs notamment de hauteur (et même de plus grande dimension) inférieure ou égale à E0, en périphérie (diélectrique, transparents ou non éventuellement masqués par un cadre, par exemple en mylar etc) et/ou dispersés dans la couche électroactive (diélectriques, transparents, notamment plastique, verre, silice de préférence subcentimétriques, notamment des billes)
      • éventuellement des additifs, comme des particules et de préférence des particules non chargées (sans anions, cations), de préférence de hauteur inférieure ou égale à E0 (et même de plus grande dimension inférieure ou égale à E0)
      • une deuxième électrode de préférence transparente notamment autoportante (film éventuellement flexible) ou de préférence sur un support diélectrique de préférence transparent, en particulier d'épaisseur d'au plus 1cm, 5mm, 3mm ou subcentimétrique en particulier film plastique ou en verre mince ou ultramince (UTG en anglais), film d'épaisseur submillimétrique et même d'au plus 200nm, notamment deuxième électrode comportant (voire constituée de) une deuxième couche électroconductrice (monocouche ou multicouche en particulier dépôt(s)) notamment minérale en particulier d'au plus 200nm (sur le support), deuxième électrode avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface Sc opposée en en particulier deuxième électrode comportant un deuxième moyen d'amenée de courant (bande notamment métallique, bus bar) en bordure de la deuxième surface de liaison et mieux à l'opposé du premier moyen d'amenée de courant.
  • A l'état transparent, la couche électroactive est visible par transparence côté première électrode et/ou côté deuxième électrode, de préférence des deux côtés. De préférence la couche électroactive est scellée en périphérie par un joint diélectrique notamment polymérique (en bordure des première et deuxièmes surfaces de liaisons, en contact avec la matière à base de cristaux ou séparé par un espaceur périphérique).
  • En outre la matière présente une mésophase dite P, à partir d'une température dite T1 (et en dessous d'une température dite Tf qui peut être la température de transition en phase isotrope) de préférence T1 d'au plus 120°C, 90°C, 50°C, 40°C et mieux d'au moins 10°C, 20°C, et mieux dans une gamme de température d'au moins 5°C, 10°C, dans laquelle en particulier la matière comporte (en volume, dans l'épaisseur le plus souvent), un ensemble de domaines (contenant les cristaux liquides stabilisés par le réseau polymérique), et même est essentiellement divisée en lesdits domaines ou éléments de volumes,- les domaines s'étendant de préférence entre les première et deuxième électrodes au moins sur une fraction de l'épaisseur E0, et les domaines comportant des défauts topologiques bidimensionnels en particulier des défauts lignes notamment au moins deux formes de défauts lignes (par exemple l'un elliptique -cercle inclus- l'autre ligne droite ou courbe , hyperbole etc).
  • A une température T' supérieure ou égale à T1, la matière étant dans la mésophase P, l'empilement (ou le dispositif -grâce à l'empilement-) présente au moins trois états (stables) de diffusion commutables (commutables entre eux, ainsi un des trois états commutable vers un autre des trois états et de façon réversible) pour au moins une longueur d'onde de la gamme du visible (par exemple à une valeur entre 380 et 780nm ou 800nm notamment 550nm , et même de 380 à 780nm ou 800nm) voire même pour au moins une longueur d'onde de la gamme de l'infrarouge proche (par exemple à une valeur entre 800nm et 2,5µm même de 800nm à 2,5µm.
  • Le premier état est le plus diffusant notamment défini par un flou H0 non nul ou une transmission diffuse TD0 non nulle.
  • Le deuxième état est moins diffusant que le premier état et est de préférence défini par un flou H1 inférieur à H0 (ou une transmission diffuse TD1 inférieure à TD0) et non nul.
  • Et le troisième état étant transparent ou moins diffusant que le deuxième état est notamment défini par un flou H2 inférieur à H1 ou une transmission diffuse TD2 inférieure à TD1).
  • Au moins deux des trois états sont obtenus par l'application d'un champ électrique (alternatif ou continu, de préférence normal à la face A1) entre les première et deuxième électrodes.
  • La commutation est réversible. Les trois états sont réversibles et même stables.
  • Jusqu'ici il n'était possible d'obtenir avec une couche de PSLC en phase nématique que deux états stables et réversibles :
    • l'un diffusant (à l'état off)
    • et l'autre état transparent par un alignement des cristaux liquides parallèle au champ électrique appliqué (l'état on), à partir d'une valeur seuil nécessaire pour vaincre la force de rappel des cristaux liquides.
  • Par ailleurs, dans les dispositifs classiquement fabriqués lorsque l'on applique un champ électrique en mésophase smectique, il n'y a pas de commutations réversibles.
  • Selon l'invention, le réseau polymérique ainsi que la formation des domaines avec des défauts bidimensionnels permet notamment aux cristaux liquides de s'orienter et de se stabiliser aussi dans une multitude de positions intermédiaires entre l'état le plus diffusant et l'état le plus transparent et également d'induire un changement brutal de direction (de type« interrupteur de lumière »).
  • Selon les applications on peut utiliser l'invention entre un état transparent et plusieurs états diffusants ou même entre deux ou plus états diffusants.
  • Une explication microscopique est qu'à partir de T1, en présence de la mésophase P, au moins une fraction des cristaux liquides sont mobiles et aptes à s'orienter suivant trois positions générant les trois états stables, le passage d'un état à l'autre étant réversible. Plus largement, au moins une fraction des cristaux liquides sont mobiles et aptes à s'orienter suivant une multitude de positions générant une multitude d'états stables le passage d'un état à l'autre étant réversible.
  • Dans le présent texte, P ou P' sont des mésophases qui par définition se distinguent d'une phase cristalline ou d'une phase isotrope. Appliqué à P ou P', le terme phase veut dire plus précisément mésophase.
  • Les résultats sont similaires que le champ électrique (normal à la face A1) soit alternatif ou continu sur la plage de tension 0-120V et la plage de fréquence 50Hz-1 kHz.
  • Les changements d'orientations sont induits de préférence par application d'un champ électrique normal à la face A1 (au plan moyen si l'empilement est courbe par exemple flexible et entre des substrats bombés notamment de verre).
  • De préférence le temps de relaxation d'un état à l'autre est d'au plus 1s ou moins.
  • On peut en particulier passer d'un état diffusant à l'état transparent (dans tout ou partie du visible) en passant de 0V à tout valeur non nulle notamment jusqu'à 220V ou 120V et même d'au plus 100 ou 80V.
  • Le niveau de diffusion peut être piloté, notamment ajusté en fonction de données récoltées par des capteurs (température, luminosité etc) en communication avec le dispositif (commandant la source d'alimentation électrique).
  • On peut aussi concevoir un miroir commutable avec une variation de flou (première ou deuxième couche réfléchissante ou encore ajout d'une couche miroir ou d'un miroir additionnel).
  • On peut teinter à façon un ou plusieurs des éléments du dispositif (électrode, couche d'ancrage, substrat ou support, intercalaire de feuilletage, contre verre ..).
  • L'invention s'appuie de préférence d'abord sur l'existence de défauts topologiques qui sont 2D.
  • Avantageusement, le premier état (le plus diffusant) est accessible en l'absence dudit champ électrique appliqué (normal à la face A1), les deuxième et troisième états sont accessibles en présence dudit champ électrique appliqué, le deuxième état étant obtenu pour une tension V1 et le troisième état étant obtenu pour une tension V2 supérieure à V1 notamment avec au moins un écart entre V2 et V1 de 5V, 10V, 20V. Par exemple V1 est entre 5V et 30V et V2 entre 30V et 120V.
  • Plus largement, on peut faire le flou (dans le visible) dès que l'on fait varier l'amplitude du champ / la tension V.
  • Chaque flou étant par exemple défini comme le rapport de la transmission diffuse TD sur la transmission totale TT. On préfère l'exprimer en %.
  • Ainsi, l'empilement (et même le dispositif) présente un flou (et/ou une transmission diffuse) qui varie avec la tension dans toute ou partie d'une plage entre 5V et 120V ou 220V (par exemple entre 10V et 50V) et même à partir de 0,1V ou 1Vau moins à une longueur de référence telle que 550nm ou entre 500nm et 600nm ou même sur la plage de longueur d'onde dans le visible 400-800nm avec de préférence (notamment avec une épaisseur E0 de couche électroactive d'au plus 12µm) :
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 99% et même 94% à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 400-800nm pour V1 à 10V et V2 à 40V et en mode continu
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 98% (et même au plus 90% ou 80% ou 67%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 70V et en mode continu
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 97% (et même au plus 70% ou 47%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 100V et en mode continu
    • H1/H0 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 99% (et même au plus 98%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 10V
    • H1/H0 d'au plus 98% (et même 97%) à 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20V.
  • En particulier dans le cas de domaines (de type) non TFCD
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 99% (et même au plus 75% ou 69%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 10V et V2 à 40V et en mode continu
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 98% (et même au plus 60% ou 59%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 70V et en mode continu
    • H2/H1 (et/ou TD2/TD1) d'au plus 97% (et même au plus 55% ou 46%) à une longueur de référence telle que 550nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 à 20 V et V2 à 100V et en mode continu
    • H1/H0 (et/ou TD1/TD0) d'au plus 99% (et même au plus 92%) à une longueur de référence telle que 550 nm ou même sur la plage de longueur d'ondes 500 et 700nm ou même 400-800nm pour V1 de 10V
    • H1/H0 (et/ou TD1/TD0) d'au plus 98% (et même au plus 90% ou 80%) pour V1 à 20V.
  • Le flou H0, H1 ou H2 (et toute autre valeur de flou) est de préférence défini comme le rapport de la transmission diffuse TD sur la transmission totale TT (à la température T').
  • A T', le flou peut être mesuré en plaquant le dispositif selon l'invention contre une fenêtre d'entrée circulaire et de rayon égal à 10mm, d'une sphère intégrante de diamètre égale à 150mm et revêtue en interne d'un matériau dénommé spectralon qui est polymère fluoré type PTFE fabriqué par Labsphere. Par exemple on choisit T' = T1 + au moins 5°C.
  • La sphère intégrante comporte une fenêtre de sortie en spectralon diamétralement opposée à la fenêtre d'entrée, circulaire et de rayon égal à 10mm.
  • La transmission totale est quant à elle mesurée avec la fenêtre de sortie de la sphère intégrante.
  • La transmission diffuse est quant à elle mesurée en enlevant la fenêtre de sortie de la sphère intégrante.
  • Chaque longueur d'onde est envoyée avec une intensité I0 sur le dispositif (faisceau normal au dispositif) devant ladite sphère intégrante.
  • A T', on peut mesurer la transmission totale ou la transmission diffuse lorsque le champ électrique est appliquée (avec une tension qui peut varier avec un pas de 10V par exemple).
  • Le signal reçu (I_TT ou I_TD) est alors comparé avec I0 pour en déduire les transmissions.
  • La valeur du flou (de TD) peut varier en fonction de la taille ou du type de défauts bidimensionnels, de leur densité, de l'épaisseur de la matière électroactive, du choix des cristaux liquides, du réseau de polymère (taux de réticulation, condition de polymérisation).
  • On peut mesurer de la même manière dans l'infrarouge.
  • La transmission totale TT peut être quant à elle assez constante (indépendante du champ électrique appliqué) notamment d'au moins 70% dans le visible lorsque les première et deuxième électrodes sont transparentes ainsi leurs substrat et support éventuels (ainsi que les couches d'ancrage), en particulier substrat et support non teintés.
  • En particulier l'empilement (et même le dispositif) présente une transmission totale TT (mesurée comme définie précédemment) :
    • d'au moins 5%, 10% ou encore d'au moins 70% et même d'au moins 75% à 550nm et même de 500 à 600nm ou à 780nm,
    • et/ou avec un écart entre la transmission totale maximale TTmax et la transmission totale minimale TTmin d'au plus 5% de 500 à 600nm et même de 500 à 780nm.
  • Et la transmission totale TT' sous ledit champ électrique (quelle que soit la tension V notamment V entre 5V et 120V) peut être telle que TT'-TT est inférieure à 2% à 550nm et même de 500 à 600nm ou 780nm et même un écart entre la transmission totale maximale sous champ TT'max et la transmission totale minimale TT'min (sous champ électrique) d'au plus 5% de 500 à 600nm et même 780nm notamment sur une plage de tension électrique entre 10V et 50 V et même 5 et 120V.
  • De même l'empilement (et même le dispositif) présente une transmission totale TT (sans champ électrique) (mesurée comme définie précédemment) :
    • d'au moins 5%, 10% ou encore d'au moins 70% et même d'au moins 75% à 550nm et/ou même dans le proche infrarouge de 800nm à 1200nm ou à 1500nm,
    • et/ou avec un écart entre la transmission totale maximale TTmax et la transmission totale minimale TTmin d'au plus 5% de 800nm à 1200 nm ou à 1500nm.
  • Et la transmission totale TT' sous ledit champ électrique (quel que soit la tension V) peut être telle que TT'-TT est inférieure à 2% à 900nm et même de 800 à 1500 nm et même un écart entre la transmission totale maximale sous champ TT'max et la transmission totale minimale (sous champ) TT'min est d'au plus 5% de 800nm à 1200nm ou à 1500nm.
  • A T', la matière peut présenter plusieurs phases P en particulier nématiques (par exemple nématique non torsadée et nématique torsadée), chacune avec des défauts de la phase P' (de préférence smectique notamment A).
  • On peut préférer que la matière présente une seule mésophase P' en particulier smectique notamment A à une température inférieure à T'.
  • La phase P par exemple nématique ou non smectique, notamment non smectique A, peut ne pas générer intrinsèquement les défauts bidimensionnels (de la mésophase P').
  • Ces défauts sont alors produits dans une mésophase P' plus proche de celle du cristal telle que la phase smectique, figé par un réseau polymérique, et conservée (plus ou moins parfaitement) dans la phase P.
  • Selon l'invention telle que revendiquée, lesdits domaines de la mésophase P sont des domaines subsistant d'une autre mésophase P' et notamment la phase P est nématique, la phase P' est smectique et lesdits défauts de la mésophase P' sont des défauts smectiques.
  • On peut dire notamment que le réseau polymérique conserve (est l'empreinte de) l'organisation et l'orientation des cristaux liquides en phase P' (par exemple smectique), et donc oriente les cristaux liquides à son tour en phase P (par exemple nématique) pour former les domaines avec les défauts (par exemple nématiques).
  • Aussi la couche électroactive peut posséder de préférence toujours au moins deux mésophases P et P'. On peut déterminer la transition P à P' par analyse enthalpique différentielle ou MOP.
  • L'ordre moléculaire diffère d'une mésophase à une autre. Les mésophases diffèrent par le type et le degré d'auto-organisation des molécules, Le comportement directionnel collectif dépend de la nature et la structure des mésogènes.
  • En particulier, la matière peut présenter une autre mésophase P', la mésophase P est plus éloignée de la phase cristalline que la mésophase P' (éventuellement adjacente donc qui est la première mésophase), en particulier la mésophase P est nématique.
  • La mésophase P de préférence présente un ordre de position en moins qu'une mésophase P' de la matière, en particulier les cristaux liquides sont en moyenne parallèles entre eux c'est-à-dire avec au moins ordre d'orientation spontanée à longue portée.
  • La mésophase P peut présenter (adopter) une structure notamment imposée par le réseau polymérique, sensiblement (assimilable à) des couches de cristaux liquides avec des zones de couches de cristaux liquides courbes et éventuellement des zones de couches de cristaux liquides planes.
  • La mésophase P peut être la moins proche de celle du cristal, notamment avec un ordre solide en moins, avec un degré de liberté en moins d'une mésophase plus proche du cristal.
  • La mésophase P peut être la plus proche de celle du liquide isotrope.
  • Et de préférence la matière comprend une mésophase P' jusqu'à une température T'1 inférieure ou égale à T1, le changement de la mésophase P' à la mésophase P étant réversible, directe ou indirecte.
  • Les défauts bidimensionnels peuvent être formés par des contraintes imposées en phase P' par l'usage de couches d'ancrage ou encore par application d'un champ électrique basse fréquence.
  • Une façon de générer les défauts est de faire varier l'épaisseur E0 au moment de la fabrication en phase P'.
  • Dans ladite mésophase P, les domaines peuvent être avoir une large distribution de taille submétrique (notamment moins de 10cm), même subcentimétrique et même submillimétrique, en particulier micronique de 1 à 200µm voire submicronique et mieux d'au moins 50nm.
  • On peut caractériser la mésophase P en particulier par microscopie en lumière polarisée dite MOP.
  • Avantageusement, à T', sans le dit champ électrique et/ou sous ledit champ électrique, les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP (à un grossissement d'au moins x20 par exemple), sur l'image dudit MOP chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD qui peut avoir un diamètre équivalent submétrique (notamment moins de 10cm), même subcentimétrique et même submillimétrique, en particulier micronique de 1-200µm voire submicronique et mieux d'au moins 50nm.
  • La surface apparente SD peut inclure ou correspondre à la projection verticale d'un défaut ligne fermé formant la base du domaine.
  • Cette surface apparente SD peut être :
    • irrégulière proche d'une ellipse, d'un cercle, d'un rectangle ou carré
    • régulière comme une ellipse, d'un cercle, d'un rectangle ou carré.
    La densité de domaines peut être d'au moins de 100 domaines/mm2 ou même d'au moins 1000 domaines/mm2 en particulier déterminé par le nombre de surfaces apparentes SD.
  • Par exemple sur l'image, on définit un rectangle de dimensions prédéfinies et on compte le nombre le nombre de surface apparentes SD.
  • L'arrangement de domaines peut être régulier (périodique ou pseudo période) c'est-à-dire avec une répétition des domaines.
  • L'arrangement de domaines et/ou à l'intérieur des domaines peut être aléatoire et dépend essentiellement de sa méthode de fabrication.
  • Il peut y avoir plusieurs tailles de surface apparentes SD par exemple au moins deux, ou trois.
  • Les domaines peuvent un taux d'occupation d'au moins 2%, 10% 50%, 70% notamment mesuré par traitement d'images en microscopie optique polarisante (ladite MOP) par le taux d'occupation des surfaces apparentes SD.
  • En particulier on peut définir un domaine de surface SD sous champ électrique continu par exemple à 25V.
  • Sur une image MOP, un domaine avec des défauts lignes peut avoir une forme multilobaire (avec un contraste de luminosité).
  • Sur une image MOP, un domaine avec des défauts de type non TFCD peuvent être avec quatre lobes analogues à un trèfle à quatre feuilles.
  • Sur une image MOP, un domaine avec des défauts de type non TFCD peuvent être avec deux lobes et la texture ressembler une maille d'un tricot jersey.
  • La largeur ou diamètre équivalent de la surface apparente SD peut être notamment submillimétrique et notamment entre 1 et 200µm.
  • Sur une image MOP, chaque domaine de surface apparente SD peut être délimitée avec une ligne fermée noire (ou moins plus sombre) de largeur Ln qui est notamment d'au plus 5µm et/ou même d'au plus LD/10 ou LD/20.
  • Par ailleurs, la couche électroactive peut être dénuée des particules chargées (ions, cations) avec un écoulement sous ledit champ électrique.
  • Il est connu qu'une couche de cristaux liquides peut être organisée en colonnes avec des cristaux liquides discotiques notamment. Parmi les structures colonnaires on connait la texture « sphérique » ou mosaïque et leurs combinaisons.
  • Dans la mésophase P, la couche électroactive peut être structurée, en colonnes des cristaux liquides.
  • Il est connu qu'une couche de cristaux liquides en mésophase smectique peut être organisée en couches (avec des cristaux liquides calamitiques ou discotiques notamment) contrairement à une mésophase nématique classique de l'art antérieur. Ces couches sont d'épaisseur de l'ordre du nm.
  • Toutefois, contraintes dans un volume, ces couches peuvent ne pas être planes en tout point et dès lors s'inclinent fortement et à très grande échelle (par rapport aux molécules de cristaux liquides). Ces couches sont par exemple d'épaisseur Ec de l'ordre de nm.
  • Parmi les structures à couches on connait les textures à domaines focaux dans les smectiques.
  • Par analogie, dans la mésophase P, la couche électroactive peut être structurée, en couches des cristaux liquides d'épaisseur Ec de l'ordre de nm (par exemple au plus 100nm) et de manière inédite il peut s'agir d'une phase qui n'est pas smectique.
  • Les domaines peuvent être assimilables (de type) à des domaines coniques focaux (dits FCD en anglais) des phases smectiques (A) en particulier toriques (TFCD), non toriques (non TFCD°, paraboliques, hémicylindriques (notamment oily streaks en anglais) , en éventail (fan shaped FCD).
  • Par exemple sans champ électrique les domaines de type TFCD comportent :
    • dans une zone centrale, des couches planes et parallèles entre elles et aux électrodes avec les cristaux liquides orientés à la normal.
    • et dans les zones de limites, inclinées (en gardant l'épaisseur Ec).
  • Les défauts engendrent ces zones de fortes courbures.
  • Les cristaux liquides ont tendance à l'état off diffusant à être avec une orientation normale aux couches (et aux électrodes) dans les zones de couches planes, et dans les zones de couches courbes (sans variation d'épaisseur Ec) à être tangent aux couches.
  • Les défauts bidimensionnels sont par exemple des défauts lignes choisis parmi un contour fermé régulier ou irrégulier, comme un cercle régulier ou irrégulier, une ellipse régulière ou irrégulière, un carré ou rectangle et/ou une géométrie linéaire, elliptique, parabolique, hyperbolique et en particulier la couche comporte un premier type de défauts fermés et un deuxième type de défauts.
  • Comme exemple de domaines coniques focaux on peut citer ceux décrits dans la publication intitulée periodic of frustrated docal conic defect in smectic liquid crystal films, B Zappone et autres, Soft Matter 2012, 8, pp4318-4326 ainsi que les publications citées dans cette référence.
  • De préférence, on utilise des couches d'ancrage qui servent à l'ancrage des cristaux liquides par interactions de surface pendant la fabrication, en l'absence de champ appliqué.
  • A la surface avec les couches d'ancrage les cristaux peuvent demeurent accrochées à celle-ci jusqu'à un certain niveau de champ (tension).
  • Pour la formation des domaines comportant des défauts, l'empilement de couches peut ainsi comporter en outre :
    • en contact la face A1, une première couche d'ancrage de surface des cristaux liquides, apte à ancrer au moins une fraction des cristaux liquides (dans les domaines) en contact de cette première couche d'ancrage selon une première orientation de préférence planaire en l'absence dudit champ électrique appliqué, première couche d'ancrage de préférence transparente (éventuellement teintée) notamment d'épaisseur E1 d'au plus micrométrique et même submicrométrique
    • en contact la face A2 une deuxième couche d'ancrage de surface, notamment normal ou planaire dégénéré, apte à orienter une fraction des cristaux liquides en contact de cette deuxième couche d'ancrage selon une deuxième orientation similaire ou distincte de la première orientation en l'absence dudit champ électrique appliqué, deuxième couche d'ancrage de préférence transparente (éventuellement teintée) d'épaisseur E'1 d'au plus micrométrique et même submicrométrique.
  • Les couches d'ancrage notamment antagonistes servent à générer des défauts topologiques 2D qui contribuent aux propriétés électrooptiques précitées. Il peut même y en avoir plus de deux couches d'ancrage (trois ou plus), alors il y a plusieurs couches de cristaux liquides espacés par des couches d'ancrages.
  • Il peut aussi y avoir sur une même surface plusieurs zones d'ancrages distinctes Ces défauts sont générés par des déformations mécaniques de la structure de la matière et sont obtenus par les contraintes imposées par les deux couches d'ancrage forçant les cristaux liquides en contact avec ces couches à des orientations spécifiques et distinctes.
  • L'une des couches peut être à la limite une lame d'air (fonction d'ancrage normal) de préférence épaisseur constante pour éviter l'iridescence, entre la deuxième électrode et la face A1. La Lame d'air peut être obenu par des espaceurs pérphériques et/ou émergeant de la couche électroactive (transparents, notamment plastique, verre, notamment billes) notamment de hauteur (et même de plus grande dimension).
  • La première couche d'ancrage peut être un ancrage planaire et la deuxième couche d'ancrage est un ancrage normal ou la première couche d'ancrage peut être un ancrage planaire dégénéré et la deuxième couche d'ancrage est un ancrage planaire dégénéré.
  • L'ancrage planaire peut être :
    • sans direction privilégiée (dit dégénéré)
    • ou unidirectionnelle fixant orientation zénithal et azimutal du directeur n du cristal liquide), par exemple par texturation, brossage de la couche d'ancrage planaire (rubbing en anglais), par exempl comportant nano ou microsillons
    • ou même suivant plusieurs directions croisées (à 90° etc) par texturation, brossage de la couche d'ancrage planaire.
  • On peut utiliser un tissu en velours pour le brossage.
  • La première couche d'ancrage, notamment hydrophile, est par exemple :
    • diélectrique (notamment amorphe, polymérique et/ou minérale, un verre), avec une fonctionnalisation de la surface Sb , en particulier, une couche à base de polyalcool vinylique (PVA) de polyimide par exemple pour un ancrage planaire
    • ou semiconductrice comme le disulfure de molybdène, ou sulfure de molybdène(IV),
    • électroconductrice notamment qui est une fraction d'épaisseur de la première électrode.
  • Pour un ancrage planaire unidirectionnel, on peut utiliser un film de fluoropolymère tel que le polytétrafluoroéthylène PTFE ou téflon (avec les chaines de polymères alignées selon la direction de déplacement de la barre de téflon lors du dépôt).
  • La deuxième couche d'ancrage est par exemple :
    • diélectrique (notamment amorphe, polymérique et/ou minérale, un verre), avec une fonctionnalisation de la surface Sc (silanisation pour un ancrage normal), en particulier, une couche de polyalcool vinylique (PVOH) de polyimide pour un ancrage planaire
    • ou semiconductrice
    • ou électroconductrice notamment qui est une fraction d'épaisseur de la deuxième électrode
    • une lame de gaz, d'air (si on veut un ancrage normal).
  • L'une des couches d'ancrage peut être un polymère amorphe (poly(méthacrylate de méthyle PMMA, polycarbonate, polystyrène) avec une texturation ou brossage éventuel et l'autre des couches d'ancrage en polymère cristallin (PET, nylon, poly(téréphtalate de butylène) PBT, PVA) avec une texturation ou brossage éventuel Pour un ancrage normal, les couches les plus couramment utilisées sont à base l' octyltrichlorosilane (OTS) et chlorure de N,N-diméthyl-N-octadécyl-3-aminopropyltriméthoxysilane (DMOAP).
  • Une couche à base dodécylsulfate de sodium (SDS) ou encore des mélanges d'alcanethiols peuvent aussi générer un ancrage normal.
  • L'une ou les première et deuxième couches d'ancrage sont par exemple déposées par voie liquide respectivement sur les premières et deuxièmes électrodes (autoportantes ou dépôts).
  • La première couche d'ancrage peut être un film de préférence mince (flexible..) par exemple d'au plus 200µm ou 50µm qui est notamment
    • porteur de la première électrode (elle-même de surface libre par exemple face extérieure ou dans un espace interne d'un vitrage multiple ou encore en contact avec un film fonctionnel notamment flexible, polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel par exemple de contrôle solaire , basse émissivité ou alimentation d'un dispositif (opto)électronique) etc) ou un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB détaillé plus tard (contact adhésif)
    • ou lié à la première électrode par une colle optique elle-même sur un support comme un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel à l'opposé par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d'un dispositif (opto)électronique) etc) et lui-même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard).
  • Et/ la deuxième couche d'ancrage peut être un film de préférence mince (flexible...) par exemple d'au plus 200µm ou 50µm qui est notamment :
    • porteur de la deuxième électrode (elle-même de surface libre par exemple face extérieure ou dans un espace interne d'un vitrage multiple ou encore en contact avec un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d'un dispositif (opto)électronique) etc) et lui-même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard).
    • ou lié à la deuxième électrode par une colle optique (elle même sur un support comme un film fonctionnel notamment flexible et/ou polymérique (antirayures, avec revêtement fonctionnel à l'opposé par exemple de contrôle solaire, basse émissivité ou alimentation d'un dispositif (opto)électronique) etc) et lui même éventuellement lié (en contact adhésif avec à un intercalaire de feuilletage comme EVA ou PVB (détaillé plus tard).
  • Les mésophases thermotropes sont classifiées selon leur degré d'ordre et suivant la morphologie et la structure chimique des mésogènes.
  • Dans une réalisation préférée, la phase P est nématique éventuellement torsadée et appelée cholesterique et la phase P' est smectique.
  • Comme mésophase P nématique on connait aussi une phase nématique biaxe (avec ordre orientationnel dans deux directions), ou encore une phase nématique en « torsion-flexion » (nematic twist-bend phase en anglais).
  • Dans les smectiques on connait :
    • smectique A SmA (de préférence),
    • smectique B SmB,
    • smectique C SmC,
    • smectique I SmI,
    • et smectique F,
    • smectiques torsadées ou chirales qui possèdent un centre d'asymétrie avec la notation * comme SmC*
    • et les phases : E, G, H, J, K, qui sont de type smectiques.
  • La transition entre la phase smectique (torsadée ou non) et la phase nématique peut être directe on directe en augmentant progressivement la température.
  • Strictement parlant, les phases J G E K et h sont de type smectique (« soft » crystals) On peut citer le Goodbye Handbook Visual Display Technology 2012 comme manuel de référence.
  • La plupart des phases smectiques ne transitent jamais directement vers la phase nématique. Par ailleurs, selon le composé chimique, en augmentant progressivement la température, une phase smectique C peut transiter vers une phase smectique A puis une phase nématique ou directement vers une phase nématique sans passer par la phase smectique A
  • Entre la phase A (smectique) et la nématique il peut exister une ou plusieurs smectiques intermédiaires. Par exemple certains composés peuvent avoir cette séquence : G, J, Sml, SmC, SmA, N.
  • Les discoïdes peuvent former des phases « nématiques discotiques » ou « cholestériques discotiques » mais elles peuvent aussi s'empiler pour former des phases colonnaires de géométrie variable : verticale, oblique, etc (colH, ColR ColOBI). Les colonnes sont fluides en ce sens que les distances entre deux molécules d'une même colonne fluctuent plus ou moins fortement et qu'il n'y a pas d'ordre à grande distance. D'autre part il n'existe aucune corrélation de position entre les molécules appartenant à deux colonnes voisinLe polymorphisme très riche des phases smectiques démultiplie les types de textures possibles.
  • Les cristaux liquides peuvent être de diverses formes :
    • calamitique : forme allongée cylindrique (géométrie anisotrope) on définit une longueur L1 et une largeur W1 avec L1/W1
    • et/ou discotique : disque à corps aromatique(s) (plusieurs cycles aromatiques adjacents) D, empilement colonnaire ou structure à couche (phase smectique)
    • coeur courbe en forme de banane par exemple avec un mésophase B7.
  • Les cristaux liquides peuvent être des molécules avec une structure anisométrique comportant des terminaisons alkyles ou alkoxy. (CH2)x.
  • D préférence les cristaux liquides possèdent une partie rigide, le coeur aromatique (cas des cristaux liquides thermotropes), et une ou plusieurs parties flexibles, généralement des chaînes aliphatiques. La partie centrale est le plus souvent rigide pour la formation de mésophases. Les extrémités sont flexibles.
  • Pour les cristaux liquides lyotropes la partie rigide est substituée par un ion, c'est le cas par exemple des phospholipides, sur lequel sont greffées une ou plusieurs chaînes alkyl. Ça peut être des micelles anisotropes, en forme de ballons de rugby ou de disque.
  • À cette anisotropie géométrique peut s'ajouter une anisotropie chimique si les parties rigide et flexible sont respectivement polaire et apolaire, la molécule est dite alors amphiphile ou amphipathique.
  • La structure chimique peut être la suivante :
    Figure imgb0001
     avec
    • A : groupe orienteur (cyano, nitro, méthyle, halogène, etc.)
    • B : groupe pontant (souvent linéaire) (alcène, ester, etc.)
    • C : alcane polyéthers CnH2n+1 ou perfluorés CnF2n+1 (A=C parfois)
  • On peut se référer aussi aux cristaux liquides cités dans le brevet GB0823013 . Les cristaux liquides métallotropes sont eux les cristaux liquides possédant un ou plusieurs atomes métalliques dans leur structure moléculaire. La molécule s'appelle alors « métallogène ».
  • On préfère les cristaux liquides avec les mésophases smectiques A et nématique. Comme familles de cristaux liquides on peut citer
    • les cyanobiphényles, par exemple le 8CB qui est 4-octyl-4'-cyanobiphényle seul ou en mélange avec le et le 4-cyano-4'-pentylbiphényle (5CB)
    • un mesogène contenant du silicium, un mesogène avec du siloxane, un organosiloxanes,
    • un benzoate
  • On peut utiliser les cristaux liquides cités dans le brevet WO2010/070606 .
  • On peut également utiliser les CL (seuls ou en mélange avec d'autres) cités dans la publication Goodby et al., Liquid Crystals, June 2015 intitulée what makes a liquid crystal ? The effect of free volume on soft matter :
    • sexiphényle (figure 1),
    • quinquéphényle,2', 3ʺʺ-diméthylsexiphényle,undécyloxy et dodécyloxycyanobiphényle (figure 1)
    • ceux du tableau 3 en particulier les 3 premiers
    • ceux du tableau Tableau 5
    • les NTB ('Twist bend nematique').
  • On peut faire des mélanges de cristaux liquides pour abaisser la température T1 de transition entre phases P et P' par exemple entre smectique (A) et nématique. Par exemple un mélange 8CB et 5CB qui n'a pas de phase smectique pour abaisser T1
  • Les polymères sont par exemple obtenus à partir des précurseurs de polymères suivants
    • les diacrylates, diméthacrylates
    • les dicyclohexylbenzènes polymérisables, décrit dans le document GB0217907
    • les composés monocycliques polymérisables, décrit dans le document DE10257711
    • les composés polymérisables comprenant un groupe acide cinnamique un groupe acétylène, décrit dans le document GB0308987
    • les tolanes polymérisables, décrit dans le document GB0308984
    • les acétylènes hétérocycliques polymérisables décrit dans le document GB0308990 .
  • On peut choisir des polymères ayant une tenue en température pour réaliser un vitrage feuilleté par exemple au moins 100°C, 120°C, 140°C.
  • Il en est de même pour les cristaux liquides ainsi que l'empilement de couches.
  • Naturellement les cristaux liquides peuvent s'étendre sensiblement sur toute la surface de la première électrode (et/ou du substrat) ou sur (au moins) une zone restreinte, les cristaux liquides peuvent être éventuellement sur plusieurs zones.
  • La couche électroactive peut être une pleine couche (de toute forme notamment géométrique) ou former une signalétique (symbole, pictogramme etc).
  • La couche électroactive peut être entourée et même être en contact avec un joint adhésif de scellement polymérique par exemple en époxy en acrylate par exemple en cyanoacrylate.
  • Par ailleurs, on utilise des espaceurs qui peuvent être de préférence en une matière plastique transparente. Les espaceurs déterminent (grossièrement) l'épaisseur de la couche électroactive. On préfère par exemple des espaceurs en polyméthacrylate de méthyle (PMMA).
  • Les espaceurs sont de préférence en matière d'indice optique (sensiblement) égal à l'indice optique de la couche. Les espaceurs sont par exemple sous forme de billes.
  • Le substrat diélectrique de la première électrode (et/ou le support de la deuxième électrode) peut être en matière plastique flexible ou non, par exemple d'épaisseur d'au plus 300µm ou 150µm ou d'au moins 1mm.
    notamment, à base de polyester en particulier un polyéthylène téréphtalate (PET), polyéthylène naphtalate (PEN), de polycarbonate (PC), un polyoléfine (polyéthylène, polypropylène), de polyuréthane (PU), de polyméthacrylate de méthyle (PMMA), de polyamide, de polyimide, ou un polyvinyle chloride (PVC) voire de polymère fluoré tel que l'éthylène tétrafluoroéthylène (ETFE), le polyfluorure de vinylidène (PVDF), le polychlorotrifluoréthylène (PCTFE), l'éthylène de chlorotrifluoréthylène (ECTFE), les copolymères éthylène-propylène fluorés (FEP).
  • L'absorption est de préférence de moins de 0,5% ou même d'au plus 0,2% et avec un flou de moins de 1,5% et même d'au plus 1%.
  • On préfère le PET par sa transparence, sa qualité de surface, sa résistance mécanique, sa disponibilité, à toute tailles ou encore le PC ou le PMMA. Le choix dépend notamment de la flexibilité recherchée.
  • Le substrat diélectrique de la première électrode (et/ou le support de la deuxième électrode ) peut être de plus grande dimension que la couche électroactive.
  • En particulier ledit substrat (et/ou ledit support) peut être revêtu d'une couche électroconductrice couvrant tout ou partie sa face principale (par exemple au moins 50% ou 80%) et dont une région forme la première électrode (la deuxième électrode) notamment isolée électriquement (par une ou des lignes isolantes, gravure laser etc) d'une autre région de cette couche. Cette couche électroconductrice peut être basse émissivité servir de couche de contrôle solaire.
  • On peut utiliser par exemple un film clair de PET revêtu d'une couche électroconductrice, par exemple film clair de PET dénommé XIR de la société Eastman, un film coextrudé en PET-PMMA, par exemple du type SRF 3M® (SRF pour Solar Reflecting Film), mais aussi de nombreux autres films (par exemple en PC, PE, PEN, PMMA, PVC) etc.
  • L'une des faces externes libres de l'empilement peut comprendre un film plastique temporaire de protection (« liner » en anglais) et avec une couche adhésive (acrylique etc) couvrante -en pleine face- ou formant un cadre périphérique. Cette couche adhésive peut servir à fixer l'empilement sur tout type de support plan, ou courbé, transparent comme un vitrage ou un film plastique, ou opaque (mur) si le dispositif est un miroir commutable (l'électrode destinée à être coté support est alors réfléchissante).
  • Pour les électrodes on peut utiliser des polymères conducteurs de l'une au moins des familles suivantes :
    • la famille des polythiophènes, comme le PEDOT (3,4-polyéthylenedioxythiopène), le PEDOT/PSS c'est-à-dire le (3,4-polyéthylènedioxythiopène mélangé avec polystyrènesulfonate, et tout autre dérivé comme décrit dans la demande US2004253439 ,
    • ou encore les poly(acétylène)s, poly(pyrrole)s, poly(aniline)s, poly(fluorène)s, poly(3-alkyl thiophène)s, polytétrathiafulvalènes, polynaphthalènes, poly(p-phénylène sulfide), et poly(para-phénylène vinylène)s.
  • Pour les polythiophènes, on peut choisir par exemple le produit commercialisé par la société HC Strack sous le nom de BAYTRON® ou encore par la société Agfa sous le nom d'Orgacon®, ou d'Orgacon EL-P3040®.
  • Pour lier l'empilement de couches à une feuille on peut utiliser un PSA.
  • Les PSA sont généralement à base d'élastomère couplé avec un agent adhésif supplémentaire approprié ou agent « tackifiant » (par exemple, une résine ester).
  • Les élastomères peuvent être à base:
    • 1/ d'acrylates, qui peuvent être suffisamment collant pour ne pas exiger un agent tackifiant supplémentaire.
    • 2/ de nitriles
    • 3/ de silicone, requérant des agents tackifiants spéciaux telles que des résines de silicate de type « MQ », composées de triméthyle silane monofonctionnel ("M") qui a réagi avec tétrachlorure de silicium quadrifonctionnel ("Q"). Les PSA à base de silicone sont par exemple des gommes et résines de polydiméthylsiloxane dispersées dans du xylène ou un mélange de xylène et toulène.
    • 4/ des copolymères blocs à base de styrène tel que des copolymères blocs Styrène butadiène -styrène (SBS), Styrène-éthylène / butylène -styrène (SEBS), styrène-éthylène / propylène (SEP), Styrène isoprène -styrène (SIS),
    • 5/ Les éthers vinyliques.
  • Avantageusement, l'adhésif sensible à la pression est choisi parmi les PSA à base d'acrylates et les PSA à base de silicone.
  • Ces adhésifs sont commercialisés sous forme de rouleaux d'adhésifs double face.
  • On peut citer comme PSA à base de silicone les adhésifs de Dow Corning® tel que le 2013 Adhesive, 7657 Adhesive, Q2-7735 Adhesive, Q2-7406 Adhesive, Q2-7566 Adhesive, 7355 Adhesive, 7358 Adhesive, 280A Adhesive, 282 Adhesive, 7651 Adhesive, 7652 Adhesive, 7356 Adhesive.
  • Dans des réalisations préférées, l'empilement peut comporter la séquence (stricte ou non) suivant (les éléments entre parenthèses étant facultatif)
    • empilement n°1 : (anti-rayures ou 'liner')/ substrat PET/ première électrode (comme ITO etc)/( première couche d'ancrage) /couche électroactive/ )/( deuxième couche d'ancrage)/ /deuxième électrode (comme ITO etc)/ support PET/ (anti-rayures)
    • empilement n°2 : Verre (teinté et/ou bombé par exemple/ premier feuillet d' intercalaire de feuilletage (PVB ou EVA) ou colle optique /substrat PET/ première électrode (comme ITO etc)/( première couche d'ancrage) /couche électroactive/ )/( deuxième couche d'ancrage)/ /deuxième électrode (comme ITO etc)/ support PET/ (anti-rayures)/ deuxième feuillet d' feuilletage intercalaire de feuilletage (PVB ou EVA, comme le premier) ou colle optique/ Verre (teinté et/ou bombé par exemple
  • Chaque film est de préférence flexible, plan ou courbe, apte à s'adapter à la ou aux courbures d'un vitrage ou autre support par exemple. Chaque substrat, support peut être flexible, plan ou courbe, apte à s'adapter à la ou aux courbures d'un vitrage additionnel ou autre support par exemple.
  • Les faces principales de chaque couche (et/ou de chaque substrat) peuvent être rectangulaires, carrées ou même de toute autre forme (ronde, ovale, polygonale...). Chaque couche barrière et/ou substrat peut être de grande taille par exemple de surface supérieure à 0,02 m2 voire même 0,5 m2 ou 1 m2.
  • La ou chaque couche -dépôt ou film- (et/ou chaque substrat) peut être transparente et présenter de préférence une transmission lumineuse TL supérieure ou égale à 70%, de préférence supérieure ou égale à 80% voire à 90%.
  • La ou chaque couche -dépôt ou film-, peut être teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze. La transmission lumineuse TL peut alors d'au plus 55%, notamment de 20 % à 50%.
  • La ou chaque substrat notamment en verre peut être toutefois teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze.
  • La première et/ou la deuxième électrode peuvent être des couches pleines plutôt que patternées (avec des trous et/ou lignes de discontinuités).
  • Sur le substrat (ou support) diélectrique, la première électrode (la deuxième électrode) de préférence transparente peut être minérale, notamment la couche électroconductrice minérale est à base d'un ou plusieurs oxydes conducteurs transparents ou une couche métallique d'au plus 20nm de préférence au sein d'un empilement de couches minces d'oxydes et/ou de nitrures métalliques ou de silicium.
  • La première électrode et/ou la deuxième électrode peut être une couche d'oxyde transparent conducteur dite couche TCO.
  • La couche de TCO est de préférence d'épaisseur adaptée pour avoir une résistance (« intrinsèque ») par carré inférieure ou égale à 150Ω/□, de préférence inférieure ou égale à 120Ω/□.
  • La couche de TCO est par exemple alimentée électriquement via des moyens d'amenée de courant de préférence métalliques (à base d'argent, de cuivre etc) de préférence sous forme d'une bande (métallique) /le long d'un bord.
  • Le film barrière ou le substrat (support) porteur de la couche TCO peut dépasser au-delà de la couche électroactive pour favoriser la connexion électrique par exemple faite comme dans la demande WO2011/161391 (figure 1 ou autres figures) ou EP1653275 .
  • La couche d'un oxyde transparent électroconducteur est de préférence une couche d'oxyde d'étain et d'indium (ITO). D'autres couches sont possibles, parmi lesquelles les couches minces :
    • à base d'oxyde d'indium et de zinc (appelées « IZO »), d'oxyde d'indium de galium et de zinc (IGZO)
    • à base d'oxyde de zinc dopé, de préférence au gallium ou à l'aluminium (AZO, GZO), à base d'oxyde de titane dopé au niobium, à base de stannate de cadmium ou de zinc,
    • à base d'oxyde d'étain dopé au fluor (SnO2:F), à base d'oxyde d'étain dopé à l'antimoine.
  • Dans le cas de l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, le taux de dopage (c'est-à-dire le poids d'oxyde d'aluminium rapporté au poids total) est de préférence inférieur à 3%. Dans le cas du gallium, le taux de dopage peut être plus élevé, typiquement compris dans un domaine allant de 5 à 6%.
  • Dans le cas de l'ITO, le pourcentage atomique de Sn est de préférence compris dans un domaine allant de 5 à 70%, notamment de 10 à 60%.
  • Pour les couches à base d'oxyde d'étain dopé au fluor, le pourcentage atomique de fluor est de préférence d'au plus 5%, généralement de 1 à 2%.
  • L'ITO est particulièrement préféré ou même IZO, AZO, GZO ou IGZO. Aisément déposées par un procédé de pulvérisation cathodique, notamment assisté par champ magnétique, appelé « procédé magnétron », ces couches se distinguent par une plus faible rugosité que par CVD.
  • Les électrodes communément utilisées sont en oxyde mixte d'indium et d'étain (ITO en anglais). Pour se prémunir des court circuits générés par des impuretés conductrices de taille supérieure ou égale à la distance entre les électrodes, chacune des couches ITO peut être revêtue d'une ou plusieurs couches diélectriques d'oxydes ou de nitrures telles que Si3N4, SiO2, comme évoqué dans le document WO2014/072596 d'épaisseur cumulée de 50 à 150nm.
  • Un des avantages de l'oxyde d'étain dopé au fluor est en revanche sa facilité de dépôt par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), et peut être mis en œuvre sur la ligne de production de verre plat par flottage. Dans un mode de réalisation, les couches de l'empilement sont obtenues par dépôt chimique en phase vapeur, directement sur la ligne de production de la feuille de verre par flottage. Le dépôt est réalisé par pulvérisation de précurseurs au travers de buses, sur le ruban de verre chaud. Le dépôt des différentes couches peut se faire à différents endroits de la ligne : dans l'enceinte de flottage, entre l'enceinte de flottage et l'étenderie, ou dans l'étenderie. Les précurseurs sont généralement des molécules organométalliques ou du type halogénures.
  • A titre d'exemples, on peut citer pour l'oxyde d'étain dopé au fluor le tétrachlorure d'étain, le trichlorure de mono-butyl étain (MTBCL), l'acide trifluoroacétique, l'acide fluorhydrique. L'oxyde de silicium peut être obtenu à l'aide de silane, de tétraéthoxysilane (TEOS), ou encore d'hexamethyldisiloxane (HDMSO), en utilisant éventuellement un accélérateur tel que le triéthylphosphate.
  • On peut également disposer, entre le substrat et la couche TCO un empilement de couches, de neutralisation. De telles couches (au moins deux couches) permettent d'influer sur l'aspect en réflexion du vitrage, notamment sur sa couleur en réflexion. Une fois le support électroconducteur revêtu de la couche de cristaux liquides (et même une fois rajouté un autre support électroconducteur identique), on obtient des couleurs de préférence neutres, légèrement bleutées ou vertes, caractérisées par des coordonnées colorimétriques a*, b* proches de 0, a*, b* négatives ou a* négative et b* légèrement positif, sont préférées à des couleurs violet rose, rouge (a* plus positive).
  • Dans un mode de réalisation préféré, l'empilement comprend dans cet ordre sur la face principale sous la couche TCO :
    • une première sous-couche à base de nitrure de silicium (SiNx, de préférence Si3N4) éventuellement dopé de préférence aluminium, d'épaisseur ey de 5 à 50nm, ou mieux de 10nm à 35nm, de préférence (directement) en contact avec la face principale et de préférence essentiellement constituée d'un nitrure de silicium éventuellement dopé de préférence aluminium ;
    • une deuxième sous-couche à base d'oxyde de silicium (SiOx, de préférence SiO2), d'épaisseur ez de 10 à 50nm, ou mieux de 20nm à 50nm, de préférence essentiellement constituée d'oxyde de silicium, sous couche non dopée ou éventuellement dopé de préférence aluminium de préférence en contact avec la couche TCO.
  • Plus largement la sous couche (unique notamment) peut être une couche à base d'oxynitrure de silicium (SiON)
  • Quelques exemples d'empilements de couches minces formant la première électrode sont donnés ci-après :
    • SiNx / SiOx / TCO (ITO de préférence) / SiNx / (SnZnO) / SiOx
    • SiNx / SiOx / TCO (ITO de préférence) / SiNx / SnZnO / SiOx
    • SiNx / (SnZnO)/ SiOx / TCO (ITO de préférence) / SiNx / (SnZnO) / SiOx.
    • SIOxNy / TCO (ITO de préférence) / SiOxNy / (SnZnO) / SiOx
  • Les différentes couches peuvent être déposées sur le substrat par tout type de procédé de dépôt de couche mince. Il peut par exemple s'agir de procédés, pyrolyse (liquide ou solide), dépôt chimique en phase vapeur (CVD), notamment assisté par plasma (PECVD en anglais), éventuellement sous pression atmosphérique (APPECVD), évaporation voire de type sol-gel.
  • Le dispositif selon l'invention peut comporter un vitrage feuilleté comportant :
    • une première feuille de verre additionnelle notamment d'épaisseur de 0,7mm à 4mm
    • un intercalaire de feuilletage thermoplastique
    • une deuxième feuille de verre additionnelle notamment d'épaisseur de 0,7mm à 4mm ou même de moins de 0,7mm ou encore une feuille de plastique comme un polycarbonate ou un PMMA (notamment avec un intercalaire de feuilletage en PU) les faces principales internes dites F2 et F3 des première et deuxième feuilles de verre additionnelles étant en regard, l'empilement étant les faces F2 et F3 et de préférence dans l'intercalaire de feuilletage.
  • De préférence l'intercalaire feuilletage thermoplastique entoure le chant de l'empilement.
  • La tranche de l'empilement peut être en retrait par rapport à la tranche la plus externe de l'intercalaire de feuilletage (ou de la première feuille).
  • De préférence les éventuels premier et/ou deuxième substrats sont de préférence d'épaisseur d'au plus 0,7mm et même d'au plus 0,3 ou 0,2mm. Pour le ou les substrats en verre on peut choisir du verre mince (moins de 1mm) et même ultramince ('UTG ' en anglais).
  • L'une des feuilles de verre additionnelle peut être teintée et l'autre clair ou extraclair. L'intercalaire de feuilletage thermoplastique peut être clair, extraclair ou teinté.
  • Le dispositif selon l'invention peut comprendre un vitrage notamment feuilleté et/ou bombé, et l'empilement forme une bande notamment périphérique sur une portion d'une face principale du vitrage.
  • On peut utiliser le dispositif à diffusion variable par cristaux liquides tel que défini précédemment dans un véhicule ou bâtiment.
  • Il peut être utilisé notamment comme:
    • cloison interne (entre deux pièces ou dans un espace) dans un bâtiment, dans un véhicule terrestre, ferroviaire, maritime ou aérien (entre deux compartiments, dans un taxi, bus, train etc), notamment comme paroi vitrée de douche, baignoire,
    • porte vitrée (d'entrée ou de service), fenêtre (simple, double, triple vitrage), plafond, dallage (sol, plafond), porte de WC, une partie vitrée de meuble urbain ou domestique
    • vitrage d'un véhicule automobile (voiture, camion, bus, car ..) donc terrestre, ferroviaire, maritime (bateau) : pare-brise, vitrage latéral, toit ..
    • écran de projection ou rétroprojection,
    • façade de magasin, vitrine notamment d'un guichet.
  • Naturellement, il peut former tout ou partie d'un vitrage (une cloison et fenêtre type imposte etc.).
  • Le dispositif selon l'invention peut comporter un vitrage feuilleté et notamment bombé, et l'empilement de couches est entre les premier et deuxième vitrages respectivement dits vitrages extérieur et intérieur et forme une bande périphérique sur une portion supérieure du vitrage, la tranche dite externe de l'empilement étant masqué de l'extérieur par une première couche périphérique opaque notamment un émail sur le vitrage extérieur (de préférence en face F2), et/ou la tranche dite interne de l'empilement étant masqué de l'intérieur par une deuxième couche périphérique opaque notamment un émail sur le vitrage intérieur (en face F4 par exemple voire face F3).
  • Pour son intégration dans un vitrage feuilleté on peut utiliser :
    • trois feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) en particulier deux feuillets pleins avec chacun en contact avec l'un des deux vitrages et un feuillet central avec une réserve pour loger l'empilement
    • deux feuillets (PVB, EVA, PU etc monocouche ou multicouche) surtout si l'empilement est assez mince pour que les deux feuillets se rejoignent par fluage de part et d'autre l'empilement.
  • Pour le substrat et/ou le support ou encore ou pour une feuille de verre additionnelle ou un vitrage d'un vitrage feuilleté et/ou multiple on peut choisir un verre clair ou extra-clair. Un verre clair contient typiquement une teneur pondérale en oxyde de fer de l'ordre de 0,05 à 0,2%, tandis qu'un verre extra-clair contient généralement environ 0,005 à 0,03% d'oxyde de fer.
  • La feuille de verre additionnelle ou un vitrage d'un vitrage feuilleté et/ou multiple, peut être toutefois teinté par exemple en bleu, vert, gris ou bronze.
  • Une feuille de verre additionnelle teinté ou un vitrage teinté d'un vitrage feuilleté et/ou multiple, peut présenter de préférence une transmission lumineuse TL supérieure ou égale à 10% - par exemple dans un contexte où le milieu du côté de la face extérieure du substrat (opposée à la face avec l'électrode) est très éclairé -, et de préférence est supérieure ou égale à 40%.
  • Le verre est de préférence de type silico-sodo-calcique mais il peut également être en verre de type borosilicate ou alumino-borosilicate. L'épaisseur du verre est généralement comprise dans un domaine allant de 0,5 mm à 19 mm, de préférence de 0,7 à 9 mm, notamment de 2 à 8 mm, voire de 4 à 6 mm.
  • Le verre est de préférence du type flotté, c'est-à-dire susceptible d'avoir été obtenu par un procédé consistant à déverser le verre fondu sur un bain d'étain en fusion (bain « float »). Dans ce cas, l'empilement peut aussi bien être déposé sur la face « étain » que sur la face « atmosphère » du substrat. On entend par faces « atmosphère » et « étain », les faces du substrat ayant été respectivement en contact avec l'atmosphère régnant dans le bain float et en contact avec l'étain fondu. La face étain contient une faible quantité superficielle d'étain ayant diffusé dans la structure du verre.
  • L'intercalaire de feuilletage thermoplastique assure une liaison avec un élément rigide ou flexible. Cet intercalaire de feuilletage polymère peut être, notamment, une couche à base de polybutyral de vinyle (PVB), d'éthylène vinylacétate (EVA), de polyéthylène (PE), de polychlorure de vinyle (PVC), d'uréthane thermoplastique, de polyuréthane PU, de ionomère, d'adhésif à base de polyoléfine, de silicone thermoplastique ou en résine pluri ou mono-composants, réticulable thermiquement (époxy, PU) ou aux ultraviolets (époxy, résine acrylique).
  • L'intercalaire PVB peut être en coin donc avec une section transversale diminuant en forme en coin du haut vers le bas du vitrage feuilleté pour éviter une double image dans le cas d'un affichage tête haute (HUD en anglais), tout particulièrement pour un pare-brise.
  • L'intercalaire PVB est éventuellement acoustique et/ou teinté.
  • L'intercalaire PVB acoustique peut comprendre au moins une couche dite centrale en matériau plastique viscoélastique aux propriétés d'amortissement vibro-acoustique notamment à base de polyvinylbutyral (PVB) et de plastifiant, et comprenant en outre deux couches externes en PVB standard, la couche centrale étant entre les deux couches externes.
  • Eventuellement l'une ou les deux couches externes a une section transversale diminuant en forme en coin du haut vers le bas du vitrage feuilleté, la couche en matériau plastique viscoélastique aux propriétés d'amortissement vibro-acoustique ayant une section transversale constante du haut vers le bas du vitrage feuilleté. exemple de feuillet acoustique on peut citer le brevet EP0844075 .
  • Le premier et/ou deuxième vitrage du vitrage feuilleté peut (selon le rendu esthétique, l'effet optique souhaité) être un verre clair (de transmission lumineuse TL supérieure ou égale à 90% pour une épaisseur de 4mm), par exemple un verre de composition standard sodocalcique le Planilux® de la société Saint-Gobain Glass, ou extra-clair (TL supérieure ou égale à 91,5% pour une épaisseur de 4 mm), par exemple un verre silico-sodo-calcique avec moins de 0,05% de Fe III ou de Fe2O3 le verre Diamant® de Saint-Gobain Glass, ou Optiwhite® de Pilkington, ou B270® de Schott, ou d'autre composition décrite dans le document WO04/025334 .on peut aussi choisir le verre Planiclear® de la société Saint-Gobain Glass.
  • Le verre du premier et/ou deuxième vitrage peut être neutre (sans coloration), ou (légèrement) teinté notamment gris ou vert, tel le verre TSA de la société Saint-Gobain Glass. Le verre du premier et/ou deuxième vitrage peut avoir subi un traitement chimique ou thermique du type durcissement, recuit ou une trempe (pour une meilleure résistance mécanique notamment) ou être semi trempé.
  • La transmission lumineuse TL peut être mesurée selon la norme ISO 9050 :2003 en utilisant l'illuminant D65, et est la transmission totale (notamment intégrée dans le domaine du visible et pondérée par la courbe de sensibilité de l'oeil humain), tenant compte à la fois de la transmission directe et de l'éventuelle transmission diffuse, la mesure étant faite par exemple à l'aide d'un spectrophotomètre muni d'une sphère intégrante, la mesure à une épaisseur donnée étant ensuite convertie le cas échéant à l'épaisseur de référence de 4mm selon la norme ISO 9050 :2003.
  • Le vitrage feuilleté bombé selon l'invention notamment pare-brise ou vitrage latéral, peut avoir une TL -dans le clair de vitre- qui est de préférence d'au moins 70% et même d'au moins 75% ou même d'au moins80%.
  • Le vitrage feuilleté bombé selon l'invention, notamment toit vitré, peut avoir une transmission lumineuse TL d'au plus 10% et même de 1 à 6%.
  • Pour un toit automobile, on préfère l'un au moins ou tous les critères suivants :
    • une transmission énergétique TE d'au plus 10% et même de 4 à 6%,
    • une réflexion énergétique RE (de préférence côté face F1) d'au plus 10%, mieux de 4 à 5%
    • et une transmission totale de l'énergie solaire TTS <30% et même <26%, même de 20 à 23%.
  • Un tableau A ci-dessous donne des exemples de verre vendu par la Demanderesse. Le verre SGS THERMOCONTROL ® Absorbing/ Venus améliore le confort thermique en absorbant la charge énergétique dans la masse du verre. Ces verres sont divisés en deux catégories : « Vision » (Transmission lumineuse>70%) et « Privacy » (Transmission lumineuse <70%). Tableau A
    Type de verre TL (%) TE (%) RE (%)
    SGS THERMOCONTROL® Venus Green 55 49 27 7
    Haute Performance teinté vert // Verre Clair 28 16 3
    SGS THERMOCONTROL® Venus Green 35 35 22 5
    SGS THERMOCONTROL® Venus Grey 10 10 8 1
    SGS THERMOCONTROL® Absorbing TSA3+ 71 44 18
    Verre standard vert 78 53 25
  • Le verre « Vision » est adapté à tous les types de vitrage dans le véhicule: vert/ bleu/gris et assure une transmission énergétique réduite (TE). La couleur la plus appréciée à cette fin est le vert. Elle a été choisie en raison de son aspect neutre qui n'affecte pas l'harmonie des couleurs d'un véhicule.
  • Le verre « Privacy » est un vitrage teinté dans la masse pour le confort thermique et l'intimité. C'est un vitrage surteinté vert foncé ou gris foncé. Pour assurer l'intimité, ce vitrage présente des valeurs de transmission lumineuse qui sont au-dessous de 70%, généralement autour de 55% ou moins. En raison de sa teinte foncée, ce type de verre assure aussi une faible transmission UV (les rayons UV peuvent causer des irritations de la peau).
  • Dans la plupart des pays, le verre Vénus / Privacy est adapté aux vitrages latéraux arrière (après le pilier B), lunette arrière et toit.
  • SGS THERMOCONTROL ® Venus est constitué de vitrage surteinté de couleur gris foncé ou vert foncé. Ils ont tous les avantages thermiques du verre de type « Vision » (SGS THERMOCONTROL ® Type) avec une protection solaire améliorée:
    • des valeurs plus faibles en transmission énergétique (par rapport à toutes les autres solutions de verre),
    • sa couleur foncée bloque également le rayonnement UV, qui est responsable de l'irritation de la peau et la décoloration de l'habitacle,
    • offre une plus grande intimité pour les passagers du véhicule (il est difficile de voir à travers le verre depuis l'extérieur).
  • De préférence le vitrage feuilleté bombé forme un pare-brise de véhicule routier tel qu'une automobile, un camion.
  • Le bombage des premier et deuxième vitrages (pare-brise notamment) peut être dans une ou plusieurs directions par exemple décrit dans le document WO2010136702 .
  • L'aire de la face principale F1 (parebrise ou toit notamment) peut être supérieure à 1,5m2 et être par exemple inférieure à 3m2.
  • Afin de limiter l'échauffement dans l'habitacle ou de limiter l'usage d'air conditionné, l'un des vitrages au moins (de préférence le verre extérieur) est teinté, et le vitrage feuilleté peut comporter également une couche réfléchissant ou absorbant le rayonnement solaire, de préférence en face F4 ou en face F2 ou F3, en particulier une couche d'oxyde transparent électro-conducteur dite couche TCO (en face F4) ou même un empilement de couches minces comprenant au moins une couche TCO, ou d'empilements de couches minces comprenant au moins une couche d'argent (en F2 ou F3), là où chaque couche d'argent étant disposée entre des couches diélectriques.
  • On peut cumuler couche (à l'argent) en face F2 et/ou F3 et couche TCO en face F4.
  • Une couche TCO (d'un oxyde transparent électro-conducteur) peut être utilisée pour la première ou deuxième électrode ou en face F4 comme décrit. Elle est de préférence une couche d'oxyde mixte d'étain et d'indium (ITO) ou une couche d'oxyde d'étain dopé au fluor (SnO2:F). D'autres couches sont possibles, parmi lesquelles les couches minces à base d'oxydes mixtes d'indium et de zinc (appelées « IZO »), à base d'oxyde de zinc dopé au gallium ou à l'aluminium, à base d'oxyde de titane dopé au niobium, à base de stannate de cadmium ou de zinc, à base d'oxyde d'étain dopé à l'antimoine. Dans le cas de l'oxyde de zinc dopé à l'aluminium, le taux de dopage (c'est-à-dire le poids d'oxyde d'aluminium rapporté au poids total) est de préférence inférieur à 3%. Dans le cas du gallium, le taux de dopage peut être plus élevé, typiquement compris dans un domaine allant de 5 à 6%.
  • Dans le cas de l'ITO, le pourcentage atomique de Sn est de préférence compris dans un domaine allant de 5 à 70%, notamment de 10 à 60%. Pour les couches à base d'oxyde d'étain dopé au fluor, le pourcentage atomique de fluor est de préférence d'au plus 5%, généralement de 1 à 2%.Pour des couches en ITO, l'épaisseur sera généralement d'au moins 40 nm, voire d'au moins 50 nm et même d'au moins 70 nm, et souvent d'au plus 150 nm ou d'au plus 200 nm. Pour des couches en oxyde d'étain dopé au fluor, l'épaisseur sera généralement d'au moins 120 nm, voire d'au moins 200 nm, et souvent d'au plus 500 nm.
  • Par exemple la couche basse émissivité comprend la séquence suivante :sous-couche haut indice/sous-couche bas indice/ une couche TCO/ surcouche diélectrique optionnelle.
  • Un exemple préféré de couche basse émissivité (protégée durant une trempe, on peut choisir sous-couche haut indice (<40 nm) / sous-couche bas indice (<30 nm) / une couche ITO/ surcouche haut indice (5 - 15 nm))/ surcouche bas indice (<90 nm) barrière/ dernière couche (< 10 nm).
  • On peut citer couche basse émissivité celles décrites dans le brevet US2015/0146286 , sur la face F4, notamment dans les exemples 1 à 3.
  • En particulier, la face F4 du vitrage feuilleté, est revêtue d'une couche fonctionnelle transparente notamment basse émissivité, de préférence comprenant une couche TCO, dont une zone (alimentée électriquement, donc électrode) formant bouton tactile (pour piloter la première surface lumineuse).
  • On peut prévoir des connexions électriques avec les électrodes. Par exemple on utilise une première bande électroconductrice (métallique etc) périphérique le long de la première électrode et une deuxième bande électroconductrice périphérique le long de la deuxième électrode. Par exemple la première bande électroconductrice est le long du premier bord latéral ou longitudinal et la deuxième bande électroconductrice est le long d'un deuxième bord opposé (latéral ou longitudinal) et/ou adjacent.
  • Des rubans conducteurs notamment métalliques par exemple en cuivre, et par exemple d'au plus larges de 2cm, sont par exemple fixés en périphérie sur les électrodes (un ruban par électrode, les rubans étant de préférence sur des bords opposés) pour l'alimentation électrique.
  • On peut fixer (soudure, colle) des câbles électriques sur ces bandes électroconductrices.
  • Le dispositif selon l'invention peut être utilisé en combinaison avec d'autres dispositifs électrocommandables tels que ceux avec des systèmes électroluminescents (ensemble de diodes inorganique ponctuels DEL, diodes organiques ou OLED, TFEL (à couches minces)
  • Les deux peuvent être en regard ou adjacent au sein d'un vitrage feuilleté (de l'intercalaire de feuilletage.
  • Le dispositif selon l'invention peut être utilisé notamment dans un vitrage feuilleté, en combinaison avec un autre dispositif électrocommandable tel qu'un dispositif électrocommandable électrominescent, en particulier, LED, OLED, TFEL.
  • Dans un exemple de fabrication, on mélange les cristaux liquides avec un monomère et une petite quantité de photoinitiateur ( les cristaux liquides jouant le rôle de solvant) on réalise la polymérisation thermiquement ou photochimiquement (plus rapide, favorise un réseau polymérique à l'échelle moléculaire).
  • L'invention vise ainsi un procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion par cristaux liquides notamment comme décrit précédemment comportant les étapes suivantes :
    • une fourniture d'une première électrode notamment sur un substrat diélectrique une fourniture d'une deuxième électrode notamment sur un support diélectrique
    • la fourniture d'un mélange comportant :
      • au moins un précurseur de polymère
      • des cristaux liquides incluant au moins des premiers cristaux liquides présentant une mésophase P et éventuellement au moins des deuxièmes cristaux liquides
        le mélange présentant la mésophase P et une mésophase P', TA étant la température de transition entre la mésophase P et la mésophase P' du mélange
      • si nécessaire un amorceur de polymérisation, de préférence un photo amorceur
    • la formation d'un empilement de couches comportant entre les première et deuxième électrodes, la formation à partir dudit mélange d'une couche électroactive en une matière comportant lesdits cristaux liquides stabilisés par un réseau polymérique, ladite formation comportant :
      • à la température Ti inférieure à TA, donc en mésophase P', la polymérisation de préférence par photopolymérisation de préférence sous ultraviolet ou UV du ou desdits précurseurs conduisant audit réseau polymérique.
  • Lorsque les premiers cristaux liquides présentent la mésophase P et la mésophase P', les premiers cristaux liquides ont une température de transition Tp entre la mésophase P et la mésophase P', TA étant de préférence est inférieure ou égale à Tp, la polymérisation est à la température Ti inférieure à Tp ou TA.
  • La mésophase P peut être une mésophase nématique torsadée par l'ajout d'un agent chiral dans le mélange (en phase P' de préférence ou en phase P). Ainsi sans agent chiral la mésophase P des premiers cristaux liquides peut être nématique non torsadée.
  • L'invention vise en particulier un procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion par cristaux liquides notamment comme décrit précédemment comportant les étapes suivantes :
    • une fourniture d'une première électrode notamment incluant ou revêtue d'une première couche d'ancrage de surface de cristaux liquides selon une première orientation planaire éventuellement dégénéré, première électrode notamment sur un substrat diélectrique
      une fourniture d'une deuxième électrode notamment incluant ou revêtue d'une couche d'ancrage de surface de cristaux liquides selon une deuxième orientation notamment planaire dégénérée ou normal, deuxième électrode notamment sur un support diélectrique
    • la fourniture d'un mélange comportant :
      • au moins un précurseur de polymère (comme un monomère)
      • des cristaux liquides incluant au moins des premiers cristaux liquides présentant une mésophase P et une mésophase P' et éventuellement au moins des deuxièmes cristaux liquides, les premiers cristaux liquides ayant une température de transition Tp entre la mésophase P et la mésophase P', TA étant la température de transition entre la mésophase P et la mésophase P' du mélange qui est notamment inférieure ou égale à Tp
      • si nécessaire un amorceur de polymérisation, de préférence un photoamorceur
    • la formation d'un empilement de couches comportant entre les première et deuxième électrodes, notamment les première et deuxième couches d'ancrage la formation à partir dudit mélange d'une couche électroactive en une matière comportant lesdits cristaux liquides stabilisés par un réseau polymérique avec une température T1 (notamment inférieure voire égale à Tp) de la mésophase P à la mésophase P', ladite formation comportant :
      • à la température Ti inférieure à Tp ou à TA (donc en mésophase P') la polymérisation de préférence par photopolymérisation sous UV desdits précurseurs conduisant audit réseau polymérique.
  • De préférence le procédé peut comprendre en mésophase P', de préférence qui n'est pas nématique et même smectique la formation de domaines notamment subcentimétriques avec des défauts topologiques bidimensionnels subsistant (sensiblement) en mésophase P.
  • La formation des défauts est notamment effectuée par l'une (au moins ou au choix) des étapes suivantes:
    • par la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d'ancrage des cristaux liquides en surface
    • par application de contraintes (entre le substrat et le support)
    • par application d'un champ électrique en particulier alternatif basse fréquence, d'au plus 100Hz, mieux 10Hz, le mélange comportant des particules chargées (molécules etc).
  • En particulier ladite formation de la couche électroactive comprend de préférence la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d'ancrage des cristaux liquides en surface en particulier :
    • dépôt par voie liquide d'une couche (diélectrique ou semi conducteur), ou fourniture d'un élément (diélectrique ou semi conducteur) comme un film submillimétrique lié (collé) à la première électrode (ou création d'une lame de gaz comme une lame d'air (pour ancrage normal)
    • dépôt par voie liquide d'une couche (diélectrique ou semi conducteur), ou fourniture d'un élément (diélectrique ou semi conducteur) comme un film submillimétrique lié (collé) à la deuxième électrode ou création d'une lame de gaz comme une lame d'air (pour ancrage normal) entre la deuxième électrode et le mélange
  • On peut prévoir (au préalable) un brossage de surface de la première et /ou de la deuxième couche d'ancrage (pour former un ancrage planaire et unidirectionnel).
  • A la température T'>T en phase P la couche électroactive présente alors de domaines avec des défauts topologiques bidimensionnels (et présente avec des multiétats de diffusions variables).
  • Le mélange peut se faire notamment sous agitation à partir de précurseurs (monomères) en poudre avec des cristaux liquides thermotropes.
  • La couche électroactive peut être réalisée à l'aide d'une opération appelée remplissage goutte à goutte ou par capillarité dudit mélange.
  • De préférence, on contrôle l'intensité de la lampe UV pour contrôler au mieux la puissance reçue sur la surface exposée et donc le taux de réticulation, le degré de polymérisation.
  • On peut prévoir en outre que les premiers cristaux liquides ont une mésophase P' qui est smectique et une mésophase nématique P et des deuxièmes cristaux liquides ont une mésophase notamment nématique et sont dénuées de mésophase smectique.
  • Le précurseur de polymère, comme un monomère, est de préférence miscible avec le matériau cristal liquide (pas nécessairement en toutes proportions).
  • La limite haute va dépendre du mélange cristal liquide + monomère (limite de solubilité qui va être dépendante par ailleurs, pour un mélange donné, de la température et de la nature de la phase cristal liquide de ce mélange)
  • Le procédé peut comprendre une étape de feuilletage dudit empilement qui est notamment:
    • substrat (flexible, polymérique, PET, UTG etc)/ première électrode/ (première couche d'ancrage)/couche électroactive/( deuxième couche d'ancrage) /deuxième électrode/ support (flexible, polymérique, PET, UTG etc)
    • ou même première électrode/ première couche d'ancrage formant substrat/couche - électroactive/ deuxième couche d'ancrage formant support /deuxième électrode ceci entre deux feuilles de verre, notamment bombées, au moyen d'un intercalaire de feuilletage polymérique notamment thermoplastique par exemple PVB ou EVA, intercalaire de feuilletage comportant un ou plusieurs feuillets, notamment feuilletage à une température d'au plus 140°C et même 120°C, 110°C.
  • On peut prévoir donc un feuilletage. Pour former un vitrage feuilleté avec ledit empilement (support et substrat plastiques ou verre par exemple flexibles) entre deux feuilles de verre (par exemple d'épaisseur de 0,7mm à 5mm) on peut utiliser :
    • trois feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) en particulier deux feuillets pleins avec chacun en contact avec l'un des deux vitrages et un feuillet central avec une réserve pour loger l'empilement
    • deux feuillets (PVB, EVA, PU etc, monocouche ou multicouche) surtout si l'empilement est assez mince pour que les deux feuillets se rejoignent par fluage de part et d'autre l'empilement.
  • Le PVB est préféré dans le monde des véhicules.
  • L'une des feuilles de verre peut être teintée.
  • De manière classique le feuilletage comporte mise sous vide - par tout moyen d'aspiration-, chauffage et éventuelle mise sous pression. On utilise étuve ou autoclave Ainsi, le feuilletage peut comporter dégazage, scellage du bord, et implique la mise en œuvre de températures et pressions appropriées de manière habituelle, lors de l'autoclave, le feuillet tel que le PVB est amené à relativement haute température (supérieure à 100°C pour le PVB souvent entre 90°C et 140°C), ce qui va le ramollir et lui permettra de fluer. En cas d'utilisation de plusieurs feuillets notamment PVB, un phénomène remarquable se produit alors, les interfaces les différents PVB vont disparaitre, le PVB va en quelque sorte se cicatriser pour ne former en fin d'autoclave qu'un film homogène et continu.
  • Dans les conditions usuelles d'assemblage d'un vitrage feuilleté, combinant un chauffage, une mise sous dépression (vide) de l'intérieur de la structure feuilletée vise à évacuer l'air présent entre les différents constituants (surface de l'intercalaire de feuilletage rugueuse et irrégulière avant chauffage), et éventuellement l'application d'une pression à l'extérieur de la structure feuilletée pour favoriser le collage et la cohésion durable de l'ensemble.
  • D'autres détails et caractéristiques de l'invention apparaîtront de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés suivants et dans lesquelles:
    • la figure 1 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 100 dans un premier mode de réalisation de l'invention
    • les figures 2a et 2c représentent une vue en coupe schématique et de détail d'une couche électroactive du dispositif à diffusion variable par cristaux liquides du type de la figure 1 hors champ électrique ou sous champ électrique, la figure 2b illustrant l'orientation des certains cristaux liquides sous champ électrique
    • les figures 3a à 7a montrent des images (en noir et blanc) du dispositif électrocommandable de la figure 1 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d'écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l'absence de champ électrique (3a), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4a), de 50V (5a), de 70V (6a), et retour à OV (7a)
    • les figures 3b à 7b montrent des images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50µm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 1 en l'absence de champ électrique (3b), pour un champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 25V (4b), de 50V (5b), de 70V (6b), et retour à OV (7b)
    • la figure 8 montre un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse TD en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V pour le dispositif de la figure1
    • la figure 9 montre un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure1 et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure1
    • la figure 10 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H ( exprimé en %) qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure1
    • la figure 11 représentant une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 200 dans un deuxième mode de réalisation de l'invention
    • les figures 12a à 17a montrent respectivement des images en noir et blanc du dispositif électrocommandable de la figure 11 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d'écritures) à 20 cm et sous illuminant D65 en l'absence de champ électrique (12a), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13a), de 40V (14a), de 70V (15a), de 120V (16a), et retour à OV (17a)
    • les figures 12b à 17b montrent respectivement des images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50µm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 11 l'absence de champ électrique (12b), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13b), de 40V (14b), de 70V (15b), de 120V (16b), et retour à OV (17b)
    • la figure 18 montre un ensemble A1 de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 11, et un ensemble de courbes B1 correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V, pour le dispositif de la figure11
    • la figure 19 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure11 et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure11
    • la figure 20 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 300 dans un troisiième mode de réalisation de l'invention
    • la figure 21 montre une image (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 150µm image montrant les domaines à défauts lignes de type en éventail de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 20 en l'absence de champ électrique
    • la figure 22 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l'invention
    • la figure 22 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l'invention
    • la figure 23 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 500 dans un cinquième mode de réalisation de l'invention
    • les figures 24a et 24b représente respectivement une vue de face et en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 600 dans un sixième mode de réalisation de l'invention
    • la figure 25 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 700 dans un septième mode de réalisation de l'invention.
  • Les éléments sur les figures ne sont pas représentés à l'échelle.
    • EXEMPLE 1
  • L'exemple de réalisation n°1 représenté dans la figure 1 montre un dispositif électrocommandable à diffusion variable 100 par cristaux liquides selon l'invention qui comporte un empilement de couches dans cet ordre :
    • un substrat diélectrique transparent 1 avec une tranche 10 et des faces principales 11 et 12 et comportant une première électrode transparente 2 avec une première surface principale dite surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée et une tranche 10, ici un verre de 1,1mm -ou en variante plastique comme du PET- avec une couche d'ITO de résistance carré 10ohm/carré, plus largement entre 5 et 300ohm/carré et pour une neutralité en couleurs, cette électrode ou chaque électrode peut comprendre aussi au moins deux sous-couches minces diélectriques sous la couche ITO et même une ou deux surcouches (diélectriques)
    • une première couche d'ancrage planaire 4 transparente (ici dégénéré) sur la première électrode 2
    • en contact avec la première couche d'ancrage 4, une couche électroactive diélectrique 3 avec une face principale dite face côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, ici d'épaisseur de 6µm en une matière comportant
      • des cristaux liquides
      • des polymères formant un réseau polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés par le réseau polymérique,
        la matière présentant à partir d'une température dite T1, une mésophase dite P dans laquelle la matière comporte un ensemble de domaines ici submillimétriques qui comportent des défauts topologiques bidimensionnels comme des défauts lignes
    • des espaceurs étant répartis dans la matière ici des billes de verres
    • la couche étant scellée en périphérie par un joint polymérique 5 par exemple en époxy en acrylate ici en cyanoacrylate
    • une deuxième couche d'ancrage 4' transparente, ici ancrage normal
    • une deuxième électrode transparente 2' avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface dite surface Sc opposée, notamment deuxième électrode qui est une couche d'ITO de résistance carré 10ohm/carré, plus largement entre 5 et 300ohm/carré et pour une neutralité en couleurs, cette ou chaque électrode peut comprendre aussi au moins deux sous-couches minces diélectriques sous la couche ITO et même une ou deux surcouches
    • un support diélectrique transparent1' de la deuxième électrode 2' avec une tranche 10' et des faces principales 11' et 12', ici un verre de 1,1mm -ou en variante plastique comme du PET-
  • Pour l'alimentation électrique via une source 110, des rubans conducteurs (non montrés), notamment métalliques par exemple en cuivre sont fixés par exemple par collage le long et sur des bords périphériques et sont en contact avec les électrodes 2, 2' (un ruban par électrode, les rubans étant de préférence sur des bords opposés). Ces rubans sont ensuite reliés à une alimentation électrique
  • Les tranches 20,20' des électrodes 2,2' et le chant de la couche électroactive sont de préférence en retrait par rapport aux chants 10,10' des verres 1,1'.
  • Les verres 1,1' sont rectangulaires mais peuvent être de toute forme, par exemple rond, carré, et de toute dimension, par exemple de longueur d'au moins 1m et même de largeur d'au moins 10cm (bande etc). Les épaisseurs peuvent être par exemple de 0,7mm à 4mm. Ils peuvent être d'épaisseur de préférence supérieure à 100µm et d'au plus 300µm pour une meilleure tenue mécanique de l'ensemble et/ou une facilité de mise en œuvre, de manipulation mais si on veut plus de flexibilité, on peut descendre par exemple jusqu'à 50µm.
  • A l'état « OFF », c'est-à-dire avant l'application d'une tension électrique, ce vitrage à cristaux liquides 100 est diffusant, c'est-à-dire qu'il transmet optiquement mais n'est pas transparent. Dès qu'une tension est appliquée entre les deux électrodes, la couche 3 passe à l'état moins diffusant avec un niveau de diffusion variable qui dépend de la tension.
  • Sous ledit champ électrique, l'empilement présente une transmission diffuse et un flou qui varie avec la tension ici entre 5V et 120V.
  • Dans une alternative au choix de l'ITO seule ou dans une multicouche ou choisit un empilement à l'argent pour l'une ou les deux électrodes. On peut même choisir pour l'une des électrodes une couche avec une TL moins élevée ou même une couche réfléchissante.
  • L'une ou les faces externes des premier et deuxième substrats porteurs 1,1' peuvent comporter une ou des couches fonctionnelles (anti reflet etc) déjà connues.
  • L'un des premiers et deuxièmes substrats porteurs 1,1', et même l'électrode associée, peut être de plus grande dimension que le reste de l'empilement. Par exemple la couche électroconductrice 2 ou 2' telle que l'ITO (ou autre) peut servir couche de contrôle solaire. La zone ITO servant d'électrode peut alors être isolée par gravure laser par exemple pour former une bande d'ITO.
  • L'un et/ou l'autre des verres 1,1' peut être remplacé par une feuille polymérique par exemple PET d'au plus 500µm ou 200µm avec ou sans couche sur sa face externe ou encore par une feuille plastique -avec ou sans couche sur sa face externe- par exemple plus épaisse (tel que de 1 à 10mm) un polycarbonate ou encore un PMMA.
  • Le procédé de fabrication de l'exemple n°1 est décrit plus précisément ci-après.
  • La première couche d'ancrage 4 est une couche de poly(alcool vinylique) (PVOH; Sigma-Aldrich; poids moléculaire Mw ~ 27 kDa) de 300nm environ induisant un ancrage planaire (dégénéré) des cristaux liquides en surface (hors champ),
  • La couche de PVOH est déposée sur la première couche d'ITO 2 par 'spin coating' d'une solution de PVOH dans de l'eau desionisée (9,1% en poids). Avant le dépôt l'ITO est nettoyé à l'éthanol et séché sous azote.
  • La deuxième couche d'ancrage 4' est une couche d'octyltrichlorosilane (OTS) induisant un ancrage normal (homéotropique) des cristaux liquides en surface (hors champ). Elle est obtenue par immersion du verre avec le deuxième ITO 2' dans une solution d'OTS dans du n-heptane pendant 30 minutes, rinçage à l'eau desionisée et séchage sous azote.
  • Pour réaliser la couche électroactive 3 on forme un mélange avec deux types de cristaux liquides 5CB et 8CB, un monomère et un photoinitiateur.
  • Le mélange contient :
    • 98% en poids des cristaux liquides 5CB et 8CB dans un ratio 1:4
    • 2% en poids de l'ensemble formé par le monomère diméthacrylate de bisphénol A avec un photoinitiateur 2,2-diméthoxy-2-phénylacétophénon.
  • Le mélange présente une mésophase smectique A sous 17,5°C et une mésophase nématique entre 17,5°C et 38°C (et une phase isotropique au-delà).
  • On forme une couche de ce mélange entre les couches d'ancrages 4 et 4'.
  • Ensuite, l'ensemble est illuminé sous UV (λ = 365 nm) pour polymérisation à 5°C (ou au moins sous 17,5°C, donc en phase smectique A.
  • La couche électroactive 3 comporte alors en phase nématique des domaines qui sont assimilables aux domaines coniques focaux des phases smectiques A en particulier ici toriques ou TFCD.
  • Les figures 2a et 2c représentent une vue en coupe schématique et de détail une couche électroactive du dispositif à diffusion variable par cristaux liquides du type de la figure 1 hors champ électrique ou sous champ électrique, la figure 2b illustrant simplement l'orientation des certains cristaux liquides sous champ électrique.
  • La couche 3 en phase nématique présente des défauts smectiques de type TFCD.
  • On considère que la figure 2a représente un seul domaine focal conique de type TFCD.
  • Les figures 2a et 2c montrent une structure en couches 33 de cristaux liquides 31, 31a, 31b, 310 imposé par le réseau polymérique non représenté.
  • Les couches sont courbées en direction de la couche d'ancrage planaire (ici dégénéré) dans une zone centrale 34 et les couches sont planes et parallèles entre elles sur deux zones latérales 35, 35' plus ou moins étendues et qui peuvent être inexistantes.
  • Le domaine présente un défaut ligne dans le plan du verre 1 comme une surface avec un contour fermé de type circulaire (plus ou moins irrégulier) et un autre défaut ligne qui a une géométrie linéaire 36.
  • Du côté de la couche d'ancrage planaire (partie inférieure), certains cristaux liquides (des bâtonnets) 31a sont parallèles à cette couche suivant toutes les directions du plan).
  • Du côté de la couche d'ancrage normale (partie supérieure), certains cristaux liquides 31b sont perpendiculaires à cette couche.
  • Hors zone de contact avec la couche d'ancrage planaire 4, hors champ électrique par exemple au milieu de l'épaisseur de la couche 3 les cristaux liquides 310 ont une orientation normale aux couches 4 et 4'.
  • Par exemple les cristaux liquides ont une première orientation suivante un angle oblique par rapport à l'axe Z (au champ E vertical) hors champ électrique dans la zone courbée puis se rapprochant de l'axe Z (du champ E ) quand on applique le champ (cf figure 2b) par exemple 25V.
  • La figure 2c montre le cas ou (quasi) tous les cristaux liquides sont alignés verticalement par exemple à partir de 120V voire 150V.
  • Les figures 3a à 7a montrent des images (en noir et blanc) du dispositif électrocommandable de la figure 1 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d'écritures) à 20cm et sous illuminant D65 en l'absence de champ électrique (3a), pour un champ électrique normal à la couche électroactive 3 avec une tension de 25V (4a), de 50V (5a), de 70V (6a), et retour à 0V (7a). La température est de 21°C donc en phase nématique avec des défauts smectiques A.
  • Les figures 3b à 7b montrent des images (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50µm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive 3 du dispositif électrocommandable de la figure 1 en l'absence de champ électrique (3b), pour un champ électrique normal à la couche électroactive 3 avec une tension de 25V (4b), de 50V (5b), de 70V (6b), et retour à 0V (7b). La température est de 21°C.
  • Les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP, sur l'image dudit MOP, chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD.
  • Les domaines sont de surface SD polydisperse (contours plus visibles sous champ à faible tension par exemple à 25V).
  • On compte 1104 défauts dans un rectangle de 324 µm de long et 167 µm de large soit 1922 domaines.mm2
  • Les figures 7a et 7b témoignent de la réversibilité de l'état le plus transparent à l'état le plus diffusant (hors champ électrique).
  • Plus on augmente la tension mieux on distingue l'écriture de la trame 110.
  • La figure 8 montre :
    • un ensemble A de courbes correspondant à la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 1
    • et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse TD en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 110V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 1.
  • L'empilement présente ici une transmission totale TT d'au moins 70% de 450 à 800nm (et même à 75% de 450nm a 600nm), avec un écart entre la transmission totale maximale et la transmission totale minimale TTmax - TTmin d'au plus 5% de 450 à 600nm.
  • La transmission totale TT reste assez constante même avec un champ électrique ( et pour tout niveau de tension).
  • La transmission totale TT sur la gamme de longueur d'onde 400-2500mn est (quasiment) indépendante de la tension de commutation.
  • On peut réduire l'absorption notamment causée par les couches d'ITO.
  • En revanche, on observe bel et bien que la transmission diffuse TD (courbes B) varie et diminue progressivement au fur et à mesure que la tension augmente pour chaque longueur d'onde. Donc on montre bien quantitativement que la transmission diffuse est ajustable avec la tension. Par exemple TD passe d'environ 10% à 55% à 600nm en passant de 120V à 0V.
  • La figure 9 montre les mêmes courbes que la figure 8 mais jusqu'à 2500nm.
  • La transmission totale TT reste assez constante même avec un champ électrique (tout niveau de tension) entre 800nm et 1500nm.
  • La transmission totale TT sur la gamme de longueur d'onde 400-2500mn est (quasiment) indépendante de la tension de commutation.
  • En revanche, on observe encore que la transmission diffuse TD (courbes B) varie et diminue progressivement au fur et à mesure que la tension augmente.
  • La figure 10 montre un ensemble de courbes correspondant au flou H ( exprimé en %) qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 1.
    • EXEMPLE 2
  • La figure 11 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 200 dans un deuxième mode de réalisation de l'invention qui diffère du premier mode 100 en ce que la première couche d'ancrage planaire PVOH 4 est brossée avec du velours pour un ancrage planaire directionnel.
  • Les défauts lignes sont alors dits non TFCD ou square TFCD.
  • Les figures 12a à 17a montrent des images en noir et blanc du dispositif électrocommandable de la figure 11 dans une cabine de lumière avec une trame de fond 110 (papier avec des lignes d'écritures) à 20cm et sous illuminant D65 en l'absence de champ électrique (12a), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13a), de 40V (14a), de 70V (15a), de 120V (16a), et retour à 0V (17a).
  • Les figures 12b à 17b montrent les images (en noir et blanc) obtenues par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 50µm) images montrant les domaines à défauts lignes de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 11 l'absence de champ électrique (12b), pour un champ électrique normale à la couche électroactive avec une tension de 20V (13b), de 40V (14b), de 70V (15b), de 120V (16b), et retour à 0V (17b).
  • Les domaines sont arrangés plus régulièrement que pour l'exemple 1 et moins polydisperses.
  • Les analyses sur l'influence du champ appliqué sur la diffusion, la transmission diffuse la transmission totale et sont analogues à celles de l'exemple 1.
  • On compte 2400 domaines par mm2.
  • La figure 18 montre :
    • un ensemble A1 de courbes correspondant à la transmission totale en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 11,
    • et un ensemble de courbes B1 correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 800nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V, pour le dispositif de la figure11.
  • L'allure des courbes similaires à celles de la figure 18.
  • La figure 19 montre :
    • un ensemble de courbes correspondant au flou H qui est le rapport entre la transmission diffuse TD et la transmission totale TT en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure11
    • et un ensemble de courbes B correspondant à la transmission diffuse en fonction de la longueur d'onde entre 400 et 2500nm environ sans champ électrique ou sous champ électrique normal à la couche électroactive avec une tension de 10V à 120V par pas de 10V pour le dispositif de la figure 11.
  • Les analyses sur l'influence du champ appliqué sur la diffusion, la transmission diffuse la transmission totale et sont analogues à celles de l'exemple 1.
    • EXEMPLE 3
  • La figure 20 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 300 dans un troisième mode de réalisation de l'invention qui diffère du premier mode 100 en ce que la deuxième couche d'ancrage devient une couche d'ancrage planaire 4'(dégénéré) et ici est identique à la première couche d'ancrage planaire 'PVOH.
  • La figure 21 montre une image (en noir et blanc) obtenue par microscopie optique en lumière polarisée (MOP) sous un grossissement de 20 (avec une échelle en trait blanc de 150µm image montrant les domaines à défauts lignes de type en éventail de la couche électroactive du dispositif électrocommandable de la figure 20 en l'absence de champ électrique.
  • Les défauts lignes sont de type fan shaped FCD.
    • EXEMPLES D'ASSEMBLAGE
  • La figure 22 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 400 dans un quatrième mode de réalisation de l'invention qui diffère du premier mode 100 en ce que :
    • les verres 1 et 1' sont remplacés par des PET 1,1'
    • et l'empilement est collé par une colle optique 60 à un élément 7 comme un verre 7 ou plastique rigide par exemple.
  • Par exemple il s'agit d'une cloison (position verticale).
  • L'ensemble peut faire partie d'un vitrage multiple (double ou triple vitrage).
  • Pour un double vitrage, l'empilement peut être coté face 1 (face extérieure), 2, 3; 4 (face intérieure).
  • L'empilement du dispositif 400 peut être flexible, s'adapter aux courbures de l'élément rapporté 7.
  • Pour un triple, l'empilement peut être coté face 1 (face extérieure), 2 , 3; 4 , 5 , 6 (face extérieure).
  • L'élément 7 peut être de même dimension ou de plus grande taille que l'empilement.
  • L'empilement peut être :
    • sur la face de préférence externe d'une paroi de douche,
    • sur la face de préférence interne (face 'F4') d'un vitrage bombé de véhicule notamment automobile: toit, vitrage latéral, pare-brise, lunette.
  • En particulier le dispositif 400 peut servir d'écran de projection.
  • La figure 23 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 500 dans un cinquième mode de réalisation de l'invention qui comporte le premier dispositif 100 (verres 1, 1' éventuellement remplacés par des films de PET par exemple ) dans un vitrage feuilleté c'est-à-dire dans un intercalaire de feuilletage 7 par exemple PVB ou EVA submillémétrique ou d'au plus 2mm entre un premier et un deuxième vitrage 8,8' par exemple de forme générale rectangulaire (ou plus largement quadrilatère, polygonale) de dimensions identiques ou similaires par exemple d'épaisseur d'au plus 5mm ou 3mm avec des faces principales internes 81,81' côté intercalaire et externes 82,82'.
  • Lors de la fabrication on peut utiliser trois feuillets d'intercalaire : deux feuillets pleins 71, 72 contre les faces internes 81, 81' des vitrages 8, 8' et un feuillet central avec une ouverture pour loger l'empilement de la figure 1. Apres feuilletage l'interface entre feuillets (symbolisé en pointillés) n'est pas forcément discernable. On préfère que l'ouverture soit fermée plutôt que totalement débouchante sur un côté. Ainsi tout le chant de l'empilement est entouré d'intercalaire de feuilletage 7. Naturellement pour l'alimentation électrique, de la connectique peut sortir du dispositif 500 et même dépasser sur un ou plusieurs côtés des chants des vitrages.
  • Alternativement, on peut utiliser deux feuillets d'intercalaires 71, 72 le feuillet central évidé n'étant pas nécessaire si l'empilement est suffisamment mince par exemple d'épaisseur d'au plus 0,2mm.
  • Un premier vitrage 8 ou 8' peut être teinté (gris, vert, bronze etc) et l'autre vitrage clair ou extraclair 8' ou 8. Un premier feuillet intercalaire peut être teinté (gris, vert, bronze etc) et le ou les autres clair ou extraclair. L'un des premiers vitrages 8 ou 8' peut être remplacé par une feuille plastique comme un polycarbonate ou un PMMA (notamment avec un intercalaire de feuilletage en PU).
  • Le chant 70 de l'intercalaire de feuilletage peut être en retrait (d'au plus 5mm par exemple) du chant 80, 80' des vitrages 8,8'.
  • Le dispositif 500 couvre la quasi-totalité des faces principales des verres 8 et même ici est centré. Il y a la même largeur de PVB 7a, 7b de part et d'autre du dispositif 200.
  • Les vitrages 8, 8' sont plans ou bombés, le dispositif 500 pouvant s'adapter à la ou aux courbures des vitrages.
  • Le dispositif 500 peut être une cloison ou encore un toit de véhicule. Par exemple pour un toit automobile:
    • le vitrage 8 est le vitrage extérieur bombé, qui est un vitrage teinté de 3mm
    • le vitrage 8' est le vitrage intérieur bombé, qui est un vitrage clair de 3mm ou plus mince
    • l'intercalaire de feuilletage 8 est en PVB qui peut être acoustique notamment bicouche ou tricouche (feuillet 71 ou 72).
  • Les figures 24a et 24b représente respectivement une vue de face et en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 600 dans un sixième mode de réalisation de l'invention.
  • Le dispositif 600 diffère du dispositif 600 en ce que l'empilement de la figure 1 100 couvre une portion de surface, en particulier une bande périphérique par exemple le long d'un bord longitudinal H supérieur d'un pare-brise de véhicule automobile (vitrage feuilleté bombé avec le dispositif 100), sur quasi toute la longueur du pare-brise.
  • Cette bande 100 est dans une zone marginale dans laquelle les critères de TL et d'absence de flou sont plus libres que dans la zone centrale ZB.
  • Comme montré en figure 24b (vue de coupe), la largeur 7a d'intercalaire central 73 entre le dispositif 200 et le bord longitudinal inférieur B est plus grande que la largeur 7b d'intercalaire central 73 entre le dispositif 600 et le bord longitudinal supérieur H.
  • En variante ou cumulativement, elle peut être présente le long d'un bord longitudinal B inférieur du pare-brise, sur toute la longueur ou une portion de longueur.
  • Comme montré en figure 24a (vue de face côté intérieur du véhicule), le pare-brise comprend un premier cadre opaque par exemple en émail (noir ou autre) 91' à 94' sur les bords latéraux et longitudinaux de la face libre (F4) 82' du vitrage interne 8' et un deuxième cadre opaque par exemple en émail (noir ou autre) 91 à 94 sur les bords latéraux et longitudinaux de la face libre (F1) 82 du vitrage externe 8.
  • La tranche du dispositif 600 qui est coté bord longitudinal inférieur, et même celles côté bords latéraux peut être (en face de) entre les couches 92, 92', 93, 93', 94, 94' des cadres émail. Par exemple les connectiques et autres bandes d'amenée de courant peuvent être également masquées par ces couches 92, 92', 93, 93', 94, 94'.
  • La figure 25 représente une vue en coupe schématique d'un dispositif à diffusion variable par cristaux liquides 700 dans un septième mode de réalisation de l'invention qui diffère du dernier mode 600 en ce qu'il s'agit d'un toit automobile par exemple avec le verre externe 8 est teinté et/ou le PVB 71 est teinté et le dispositif 100 couvre sensiblement toute la face principale des verres 8,8'.

Claims (30)

  1. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides (100, 200, 300, 400, 500, 600, 700) comportant un empilement de couches dans cet ordre :
    - une première électrode (2) notamment sur un substrat diélectrique, première électrode avec une première surface principale dite surface de liaison et une surface dite surface Sb opposée
    - une couche électroactive diélectrique (3) avec une face principale dite face côté surface de liaison et une face principale dite face A2 opposée, en une matière comportant :
    - des cristaux liquides
    - des polymères formant un réseau polymérique, les cristaux liquides étant stabilisés par le réseau polymérique,
    - une deuxième électrode (2') avec côté face A2 une surface principale dite deuxième surface de liaison et avec une surface dite surface Sc opposée, notamment deuxième électrode sur un support diélectrique
    la couche électroactive étant visible par transparence côté première électrode et/ou côté deuxième électrode,
    caractérisé en ce que la matière présente à partir d'une température dite T1, une mésophase dite P dans laquelle la matière comporte un ensemble de domaines notamment subcentimétriques qui comportent des défauts topologiques bidimensionnels,
    et ce qu'à une température T' supérieure ou égale à T1, l'empilement présente au moins trois états de diffusion pour au moins une longueur d'onde dans la gamme du visible,
    le premier état étant le plus diffusant,
    le deuxième état étant diffusant et moins diffusant que le premier état
    et le troisième état étant transparent ou diffusant et moins diffusant que le deuxième état,
    les trois états étant commutables,
    au moins deux des trois états étant obtenus par l'application d'un- champ électrique entre les première et deuxième électrodes
    la matière présentant une autre mésophase P' à une température inférieure à T1, la mésophase P est plus éloignée de la phase cristalline que la mésophase P', lesdits domaines de la mésophase P sont des domaines subsistant de la mésophase P'.
  2. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le premier état est accessible en l'absence dudit champ électrique appliqué, les deuxième et troisième états sont accessibles en présence dudit champ électrique appliqué, le deuxième état étant obtenu pour une tension V1 et le troisième état étant obtenu pour une tension V2 supérieure à V1.
  3. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que sous ledit champ électrique et à T', l'empilement présente une transmission diffuse et/ou un flou qui varie avec la tension dans tout ou partie entre 5 et 120V.
  4. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que l'empilement présente une transmission totale TT mesurée avec une sphère intégrante sans champ électrique d'au moins 5% à 550nm et même de 400 à 600nm, avec un écart entre la transmission totale maximale et la transmission totale minimale TTmax - TTmin d'au plus 5% de 400 à 600nm et en ce que la transmission totale TT' sous ledit champ électrique, notamment pour une tension électrique entre 5 et 120V,est telle que TT'-TT (en valeur absolue) est inférieure à 2% à 550nm et même de 400 à 600nm et même un écart entre la transmission totale maximale sous champ TT'max et la transmission totale minimale TT'min d'au plus 5% de 400 à 600nm.
  5. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P n'est pas smectique, en particulier est nématique.
  6. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P présente un ordre de position en moins que la mésophase P' de la matière, P' notamment n'est pas nématique, en particulier les cristaux liquides sont en moyenne parallèles entre eux c'est-à-dire avec au moins un ordre d'orientation spontanée à longue portée.
  7. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P est nématique éventuellement torsadée.
  8. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les défauts sont figés par le réseau polymérique.
  9. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la phase P' n'est pas nématique, notamment la phase P' est smectique et lesdits défauts de la mésophase P' sont des défauts smectiques.
  10. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce la phase P est nématique.
  11. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que à ladite température T', sans ledit champ électrique et/ou sous ledit champ électrique, les domaines sont caractérisés par microscopie optique en lumière polarisée dite MOP, sur l'image dudit MOP, chaque domaine étant défini par une surface dite surface apparente SD, la densité de domaines est d'au moins de 100 domaines/mm2 ou même d'au moins 1000 domaines/mm2 déterminé par le nombre de surfaces apparentes SD.
  12. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la mésophase P présente sensiblement une structure, notamment imposée par le réseau polymérique, des couches de cristaux liquides, en particulier les domaines présentant des zones de couches courbes de cristaux liquides et éventuellement des zones de couches de cristaux liquides planes.
  13. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les domaines sont assimilables à des domaines coniques focaux des phases smectiques en particulier toriques, non toriques, paraboliques, hémicylindriques, en éventail.
  14. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les défauts sont des défauts lignes choisis parmi un contour fermé régulier ou irrégulier, comme un cercle, une ellipse, un carré ou rectangle ou une géométrie linéaire, elliptique, parabolique, hyperbolique et en particulier la couche comporte un premier type de défauts et un deuxième type de défauts.
  15. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte :
    - en contact avec la face A1, une première couche d'ancrage de surface des cristaux liquides, apte à ancrer au moins une fraction des cristaux liquides en contact de cette première couche d'ancrage selon une première orientation de préférence planaire en l'absence dudit champ électrique appliqué, première couche d'ancrage de préférence transparente éventuellement teintée notamment d'épaisseur E1 d'au plus micrométrique et même submicrométrique
    - en contact avec la face A2 une deuxième couche d'ancrage de surface, notamment normal ou planaire dégénéré, apte à orienter une fraction des cristaux liquides en contact de cette deuxième couche d'ancrage selon une deuxième orientation, notamment similaire ou distincte de la première orientation, en l'absence dudit champ électrique appliqué, deuxième couche d'ancrage de préférence transparente éventuellement teintée d'épaisseur E'1 d'au plus micrométrique et même submicrométrique.
  16. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon la revendication précédente caractérisé en ce que la première couche d'ancrage est un ancrage planaire unidirectionnel ou dégénéré et la deuxième couche d'ancrage est un ancrage normal ou planaire dégénéré ou la première couche d'ancrage est une couche diélectrique notamment polymérique et/ou la deuxième couche d'ancrage est une couche diélectrique notamment polymérique ou une lame d'air/de gaz.
  17. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications 1 à 16 caractérisé en ce que le substrat diélectrique (1) est transparent, côté surface Sb et porteur de la première électrode qui est transparente et choisi parmi une feuille de verre ou une feuille polymérique transparente avec une éventuelle couche anti-rayures et/ou le support diélectrique (1') est transparent, côté surface Sc et porteur de la deuxième électrode qui est transparente et choisi parmi une feuille de verre ou une feuille polymérique transparente avec une éventuelle couche anti-rayures.
  18. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications 1 à 17 caractérisé en ce que le substrat diélectrique (1) est transparent, côté surface Sb et porteur de la première électrode qui est transparente et comporte une première feuille de verre qui est coté surface Sb feuilletée via un intercalaire de feuilletage thermoplastique à une autre feuille de verre et/ou le support diélectrique (1') est transparent, côté surface Sc et porteur de la deuxième électrode qui est transparente et comporte une feuille de verre qui est coté surface Sc feuilletée via un intercalaire de feuilletage thermoplastique à une autre feuille de verre, occupant tout ou partie de la surface de la première feuille de verre, éventuellement teintée notamment bleu, vert, gris ou bronze, bombée et/ou trempée.
  19. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un vitrage feuilleté comportant :
    - une première feuille de verre additionnelle (8), éventuellement teinté,
    - un intercalaire de feuilletage thermoplastique notamment EVA ou PVB
    - une deuxième feuille de verre additionnelle (8') ou une feuille de plastique
    les faces principales internes dites F2 et F3 des première et deuxième feuilles de verre additionnelles étant en regard, l'empilement étant entre les faces F2 et F3 et de préférence dans l'intercalaire de feuilletage, notamment avec le substrat qui est polymérique et même le support qui est polymérique, occupant tout ou partie de la surface de la première feuille.
  20. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un vitrage notamment feuilleté et/ou bombé, et l'empilement forme une bande notamment périphérique sur une portion d'une face principale dudit vitrage.
  21. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un vitrage feuilleté et notamment bombé, et l'empilement est entre les premier et deuxième vitrages respectivement dits vitrages extérieur et intérieur et forme une bande périphérique sur une portion supérieure du vitrage feuilleté, la tranche dite externe de l'empilement étant masqué de l'extérieur par une première couche périphérique opaque sur le vitrage extérieur, et/ou la tranche dite interne de l'empilement étant masqué de l'intérieur par une deuxième couche périphérique opaque sur le vitrage intérieur.
  22. Dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le vitrage est feuilleté et/ou est bombé et est choisi parmi un vitrage d'un véhicule automobile ou ferroviaire ou maritime ou en ce que le vitrage est une porte vitrée, une façade ou vitrine, une cloison, une partie vitrée de meuble urbain ou domestique et/ou fait partie d'un double ou triple vitrage ou en ce qu'il est utilisé comme écran de projection ou rétroprojection et/ou, notamment dans un vitrage feuilleté, en combinaison avec un autre dispositif électrocommandable tel qu'un dispositif électrocommandable électroluminescent , en particulier, LED, OLED, TFEL.
  23. Procédé de fabrication d'un dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon l'une des revendications précédentes et comportant les étapes suivantes :
    - une fourniture d'une première électrode notamment sur un substrat diélectrique
    une fourniture d'une deuxième électrode notamment sur un support diélectrique
    - la fourniture d'un mélange comportant :
    - au moins un précurseur de polymère
    - des cristaux liquides incluant au moins des premiers cristaux liquides présentant une mésophase P et éventuellement au moins des deuxièmes cristaux liquides
    le mélange présentant la mésophase P et une mésophase P', TA étant la température de transition entre la mésophase P et la mésophase P' du mélange
    - si nécessaire un amorceur de polymérisation, de préférence un photo amorceur
    - la formation d'un empilement de couches comportant entre les première et deuxième électrodes, la formation à partir dudit mélange d'une couche électroactive en une matière comportant lesdits cristaux liquides stabilisés par un réseau polymérique, ladite formation comportant :
    - à la température Ti inférieure à TA, en mésophase P', la polymérisation de préférence par photopolymérisation de préférence sous ultraviolet ou UV du ou desdits précurseurs conduisant audit réseau polymérique
    et en ce qu'il comprend, en mésophase P', la formation de domaines, notamment subcentimétriques, avec des défauts topologiques bidimensionnels, subsistant sensiblement en mésophase P.
  24. Procédé de fabrication d'un dispositif électrocommandable à diffusion variable par cristaux liquides selon la revendication précédente caractérisé en ce que les premiers cristaux liquides présentant la mésophase P et la mésophase P', les premiers cristaux liquides ayant une température de transition Tp entre la mésophase P et la mésophase P', TA étant de préférence est inférieure ou égale à Tp, la polymérisation est à la température Ti inférieure à Tp ou TA.
  25. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce la mésophase P est plus éloignée de la phase cristalline que la mésophase P', en particulier la mésophase P est nématique éventuellement torsadée.
  26. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que la mésophase P' n'est pas nématique et même smectique.
  27. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que la formation de domaines est effectuéee notamment par l'une des étapes suivantes:
    - par la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d'ancrage des cristaux liquides en surface
    - par application de contraintes
    - par application d'un champ électrique en particulier alternatif basse fréquence, d'au plus 100Hz, ou d'au plus 10Hz, le mélange comportant des particules chargées.
  28. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que la dite formation de la couche électroactive comprend la mise en contact dudit mélange avec des première et deuxième couches d'ancrage des cristaux liquides en surface en particulier :
    - dépôt par voie liquide d'une couche, ou fourniture d'un élément comme un film submillimétrique lié à la première électrode
    - dépôt par voie liquide d'une couche, ou fourniture d'un élément comme un film submillimétrique lié à la deuxième électrode ou création d'une lame de gaz comme une lame d'air entre la deuxième électrode et le mélange.
  29. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce que les premiers cristaux liquides ont une mésophase P' qui est smectique notamment A et une mésophase nématique P et des deuxièmes cristaux liquides ont une mésophase notamment nématique et sont dénués de mésophase smectique.
  30. Procédé de fabrication du dispositif électrocommandable à diffusion variable selon l'une des revendications précédentes de procédé caractérisé en ce qu'il comporte une étape de feuilletage dudit empilement entre deux feuilles de verre, notamment bombées, au moyen d'un intercalaire de feuilletage polymérique notamment thermoplastique par exemple PVB ou EVA, intercalaire de feuilletage comportant un ou plusieurs feuillets, notamment feuilletage à une température d'au plus 140°C et même d'au plus 120°C.
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